下組煤開發的可行性探討與分析

程晨,李剛

摘要 石圪節煤業公司是潞安最早的一對礦井，有80余年開采歷史。近年來，3號煤資源已近枯竭，礦井靠回收煤柱和開采兄弟礦井的少量資源來維持生存。為了延長礦井壽命，穩定職工隊伍，潞安礦業集團公司決定以石圪節為試點開采15號煤，進行下組煤水平延深。

關鍵詞 石圪節；煤礦；潞安；下組煤；可行性

中圖分類號TD745 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0071-02

煤炭作為我國現階段所使用的最重要資源之一，經過近幾十年的快速開采，許多大中型煤礦企業即將進入或已逐步進入資源枯竭期。作為產煤大省的山西，各大煤業集團如潞安、晉城、西山、陽泉、大同等均或多或少地面臨這個問題。這些煤礦或調整布局，降低產量，或關停并轉，另謀生計，或開拓延深，開發下組煤等等。

然而對于開發下組煤，具有與上組煤不同的地質條件和特點，生產技術方式以及經濟效益等也存在較大差異。鑒于此，在開發下組煤時應首先從以下幾個方面探討、分析（以石圪節煤田內下組煤實際情況為例）。

1 下組煤地質條件與特點

1.1 地質構造

1）井田地層

井田大部分地區為第四系黃土層所覆蓋，僅在沖溝處有二疊系上統上石盒子組和下統下石盒子組基巖零星出露，基本為一全掩蓋區。根據鉆孔揭露，地層由老至新有：奧陶系中統上馬家溝組和峰峰組、石灰系中統本溪組、石灰系上統太原組、二疊系下統山西組、二疊系下統下石盒子組、二疊系上統上石盒子組、第四系。

2）井田地質構造

石圪節煤田位于沁水煤田的東部邊緣，井田內地質構造簡單，地層走向近南北，向西傾斜?？傮w以寬緩的向斜、背斜為主。地層傾角較平緩，一般3°~6°。礦井3號煤層生產中發現斷層17條，落差小于10m；發現陷落柱7處，一般在30m×70m，最大90m×300m，未發現巖漿巖侵入，綜觀全井田地質構造應屬簡單類型。

1.2 煤層與煤質情況

1）井田煤層

井田內主要含煤地層為石灰系上統太原組和二迭系下統山西組。

山西組：含煤2層~4層，含煤地層厚度48.50m~67.60m。平均厚57.59m。煤層厚度5.55m~7.46m，平均6.68m，含煤系數0.08％~0.13％，平均0.12％。其中3號煤層位于本組中部，全井田可采（大部分以采空），其余煤層均不可采。

太原組：含煤地層厚度為93.64m~134.60m，平均厚118.27m。煤層總厚4.17m~13.63m，平均8.24m，含煤系數0.04％~0.11％，平均0.06％。含煤10層～15層至上而下編號的有7、8-1、9、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3號煤。其中15-1、15-3號煤層全井田大部可采，8-1、9、14號煤層局部可采，15-2號煤層零星可采，其余煤層均不可采。

2）煤質特點

8-1號煤為低灰~高灰、低硫~高硫、高熱值之焦煤，原煤經洗選后灰分降至12%左右，硫分降至2%以下，可作為煉焦用煤。

9號煤層為中灰~高灰、中高硫～高硫、中熱值之焦煤，原煤經洗選后灰分降至12%左右，硫分降至2%以下，可作為煉焦用煤。

15-1號煤為低灰～高灰、中硫～高硫、低熱值～特高熱值貧瘦煤，可作為動力用煤及煤變油用煤。

15-3號煤為低灰～高灰、低硫～中高硫、中熱值～特高熱值貧瘦煤，可作為動力用煤。原煤經洗選后灰分降至10%左右，硫分降至2%以下，可作為煉焦配煤及煤變油用煤。

總體而言，相對于礦井中煤質好，賦存淺、地質條件好、開采比較容易的上組煤層來說，下組煤煤質較差，為國家限制開采的含硫高，灰份高的煤種，主要用途為動力用煤和民用煤，其原煤售價比較低，經濟效益較差。

2 下組煤開發的可行性探討

2.1 采煤方法及采煤工藝

為提高礦井的機械化程度，在地質條件適宜的情況下，應盡量選擇綜采工藝，減輕工人的勞動強度。在采煤方法的選擇上，優先考慮傾斜長壁采煤法，其巷道布置簡單，巷道掘進與維護費用底，投產快，運輸系統簡單，技術經濟效益比較顯著。由于煤層比較薄，在保證設計年產量的同時，采煤工作面推進長度及巷道掘進率比較高，在無形中增加噸煤成本。所以在選擇采煤方法時要綜合考慮各方面條件，對采煤方法進行綜合評價及方案優化。

薄煤層開采存在以下不利因素：

1）機械化程度低。采煤工作面空間狹小，工作條件較差，給設備設計制造和井下移動帶來諸多困難；

2）產出效率低。由于煤層厚度變化、斷層等地質構造，對薄煤層開采影響較大，生產能力低，一般薄煤層單產只為中厚煤層的1/3或更少；

3）投入產出比高。因為效率低，掘進率高，其開采成本明顯高于中厚煤層，而經濟效益不如中厚煤層。

2.2 準備方式、采區布置及采掘裝備

在準備方式的選擇上，在技術可行的多中準備方式中進行技術經濟比較之后確定，采區式準備方式目前是我國常用的準備方式。

開采近距離煤層組時，設置一部分共用的采區巷道老進行開采，可以減少工程量并獲得更好的經濟效益。根據地質條件的不同，在采用采區聯合布置時可選擇集中聯合布置和分組集中聯合布置方式。

由于下組煤層屬于薄煤層開采，煤層賦存不穩定，煤層變異性大，煤層夾矸多，回采巷道中為半煤巖巷掘進，故在選擇采掘設備時要充分考慮到掘進機及采煤機切割巖石的問題，應選擇大功率的掘進機和采煤機。

2.3 下組煤開發的經濟效益概況

由于下組煤煤質較差，含硫高、灰分高，所以必須進行洗選加工，并配煤銷售，在當前國際和國內形勢下，資源礦產類產品在中長期內，價格應保持緩中有漲的趨勢，雖然職工工資、材料、職工福利等原煤成本項目都在增加，但可以相互抵消對原煤成本的影響。

3 下組煤開采綜合分析

3.1 必要性

我國薄煤層資源豐富，1.3m 以下煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%。搞好薄煤層機械化開采對于煤炭資源保護和利用，對于延長礦井開采壽命和實現高效開采都具有重要意義。

雖然在下組煤開采過程中會遇到種種難題，但是對于下組煤的開采卻是必須要做的，不論從國家保護煤炭資源、提高資源回收率的目標出發，還是從穩定職工、增加就業崗位的方面考慮，開發下組煤對于國家、社會均是利大于弊的。

3.2 技術及經濟分析（參照煤炭工業太原設計研究院石圪節煤礦初步設計）

1）項目總投資的概算

順序 單位工程或環節名稱 概算價值（萬元） 噸煤投資（元） 占總投資比例（%）

2）年銷售收入、銷售稅金及附加的估算

（1）根據當地礦區近幾年的平均銷售情況，確定礦井原煤售價為180元/t（含稅價）。按設計生產能力1.2Mt/a計算，礦井年銷售收入為21 600萬元。

（2）銷售稅金及附加的計算

銷售稅金及附加包括增值稅、資源稅、城市維護建設稅及教育費附加。增值稅：銷項稅13%，進項稅17%，城市維護建設稅按增值稅的1%，教育費附加按增值稅的3%分別計算。

資源稅執行財稅[2004]第187號文的規定，按3.2元/t計取。

在正常年份計算銷售稅金及附加為2 500萬元。

3）利潤、投資利潤率及投資利稅率的計算

根據以上參數計算正常年份的年利率總額為1875萬元，所得稅后利潤為1 406萬元。

根據以上分析，全部投資稅后內部收益率為11.70%，大于相應的基準收益率10%，稅后財務凈現值為3 347萬元，大于零，說明石圪節下組煤工程除能滿足行業最低要求外，還有盈余，且固定資產投資借款償還期（從借款開始年算起）為6.28年，因而在財務上是可以接受的。另外下組煤開發在技術上也是可行的，因此在項目準備前聯系當前實際情況做好原煤成本核算及經濟分析便可以。

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