張俊杰,王亮亮
(黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司,黑龍江 鶴崗 154100)
鶴崗礦業公司公司現有6個井工礦中,4個為突出礦井,分別是峻德、興安、富力和益新煤礦,2個為高瓦斯礦井,分別是新陸煤礦和振興煤礦,1個在建礦井(鳥山煤礦)為突出礦井。
鶴崗礦業公司煤層普遍有自燃傾向性,最短發火期16 d。系統建設方面,目前6個井工生產礦井建有灌漿站13處、灌漿泵額定能力1 716 m3/h,消防水池16處、容積12 805 m3;井下移動注氮設備15套,額定流量13 800 m3/h,目前峻德煤礦、富力煤礦正在新建地面永久注氮系統,各礦均安設了JSG-7型氣相色譜原理束管防火監測系統和KJ428型分布式激光火情監控系統。
礦區內有3條大小河流,流經煤田上方或邊緣,含煤地層普遍賦存巨厚礫巖含水層,南部第四系強含水層厚度在10~60 m,公司7座生產礦井中,水文地質類型復雜礦井3座,中等礦井3座,簡單礦井1座,在建鳥山煤礦水文地質類型中等。
鶴崗礦業現有沖擊地壓礦井3個,分別為峻德、興安和富力煤礦。防沖監測方面,各礦區域監測以SOS微震監測為主,局部監測以應力在線監測為主,具有中等以上沖擊危險的采掘工作面均建立了應力在線監測系統,結合鉆屑法綜合開展監測預報工作。
鶴崗盆地為一走向近南北,向東傾斜的單斜構造,傾角15°~45°,盆地內褶皺作用較微弱,發育有短軸向背斜,斷裂構造則十分發育,斷距在50 m以上的斷裂共有396條(其中深斷裂3條,區域性斷裂44條,一般斷裂349條),斷距50 m也較常見,影響開采的中小斷層特別多,隨處可見。
本次治理災害成本調研,按照人工費、材料費、電費、設備投入費用、設備租賃費、修理費、技術措施費及其它費用等八項科目,對照安全費、維簡費、成本費和國補資金投入等資金渠道,“全口徑”開展成本調研,確保治理災害費用不遺漏、不重復計算。
2020年鶴崗礦業公司原煤產量689.51萬t(不含已關井南山煤礦42.4萬t),治理災害費用合計67 439.58萬元,占噸煤成本費用97.81元,見圖1。
其中:瓦斯治理費用投入15 343.45萬元,占噸煤成本費用為22.25元/t,占治災總費用22.75%。
防滅火治理費用投入10724.38萬元,占噸煤成本費用為15.55元/t,占治災總費用15.90%。
沖擊地壓治理費用投入4923.63萬元,占噸煤成本費用為7.14元/t,占治災總費用7.3%。
地質及防治水費用投入7182.06萬元,占噸煤成本費用為10.41元/t,占治災總費用10.65%。
綜合防塵治理費用投入1517.35萬元,占噸煤成本費用為2.20元/t,占治災總費用2.24%。
通風系統費用投入8745.5萬元,占噸煤成本費用為12.68元/t,占治災總費用12.97%。
六大系統費用投入2573.95萬元,占噸煤成本費用為3.73元/t,占治災總費用3.81%。
機電運輸治理費用投入6243.95萬元,占噸煤成本費用為9.06元/t,占治災總費用9.25%。
其它治理費用投入10185.31萬元,占噸煤成本費用為14.77元/t,占治災總費用15.1%。

圖1 2020年鶴崗公司治理災害成本構成
2021年1-9月份鶴崗公司原煤產量554.12萬t,治理災害費用合計支出55 957.21萬元,治理災害費用占噸煤成本費用為100.98元/t,見圖2。
其中:瓦斯治理費用投入14 185.71萬元,占噸煤成本費用為25.60元/t,占治災總費用25.35%。
防滅火治理費用投入9 641.85萬元,占噸煤成本費用為17.4元/t,占治災總費用17.23%。
沖擊地壓治理費用投入4 468.64萬元,占噸煤成本費用為8.06元/t,占治災總費用7.98%。
地質及防治水費用投入5 425.78萬元,占噸煤成本費用為9.69元/t,占治災總費用9.79%。
綜合防塵治理費用投入1 367.3萬元,占噸煤成本費用為2.46元/t,占治災總費用2.44%。
通風系統費用投入6 304.07萬元,占噸煤成本費用為11.37元/t,占治理災害總費用11.2%。
六大系統費用投入1 340.84萬元,占噸煤成本費用為2.42元/t,占治災總費用2.39%。
機電運輸治理費用投入5827.21萬元,占噸煤成本費用為10.51元/t,占治災總費用10.41%。
其他治理費用投入7395.81萬元,占噸煤成本費用為13.34元/t,占治災總費用13.2%。

圖2 2021年鶴崗公司1-9月治理災害成本構成
從治理災害費用占噸煤成本來看,2020年為97.81元/t,2021年1-9月份為100.98元/t,平均99.22元/t。2年期略有上升,上升3.24%。
從分項治災費用占治災總費用來看,各分項占比基本持平。瓦斯治理費用占比24%,防滅火治理費用16%,沖擊地壓治理費用占比8%,地質及防治水費用占比10%,綜合防塵治理費用占比3%,六大系統費用占比3%,通風系統費用占比12%,機電運輸治理費用占比10%,其它治理費用占比14%。
從治理災害總費用來看,2020年全年67 439.58萬元,2021年1-9月份(前3個季度)55 957.21萬元,二者相比,2021年同期增加7.97%,2021年以99.22元/t推算,預計年末費用規模75 000萬元。雖然還不能確定為統計規律,但是隨著沖擊地壓礦井“123”工程、對照“一規程四細則”補短板和加強煤礦井下人員位置監測管理等工作推進實施,國家政策不斷更新,未來災害治理費用呈現上升趨勢。

圖2 2020年-2021年9月災害治理總費用同期比較
富力煤礦南擴區18-2層煤開采,存在中等沖擊危險、自然發火、瓦斯突出等風險。
-450南擴區18-2層工作面采用開采底板解放層(21層)治理沖擊地壓,對強沖擊危險形成了區域治理。該區上段工作面未開采解放層,震動事件能量四次方的震動35個、五次方的震動28個、六次方的震動3個,二次方以上震動共計840個。采用解放層開采后,該區采掘施工期間只發生微震震動事件5次,最大能量為8.13E+02J,與上段工作面對比震動頻次減少99.4%。應力在線監測系統未出現過超限預警情況,現場觀察巷道支護變形量明顯減少,無煤炮聲等動力現象。該項技術的應用使18-2層工作面釋放安全產能46.3萬t,節約防沖治理成本850萬元。與上段本層對比減少巷道恢復量460 m。
-530南擴區18-2層工作面,繼續開采21層作為底板解放層,提出了針對性治理措施,微震監測震動事件28次,最大能量為7.10E+04J,與-380南擴區18-2層工作面對比,震動頻次減少96.7%,各監測數據均未超過預警值范圍,平均生產原煤10萬t/月,實現科學釋放安全經濟產能。
峻德煤礦突出煤層底板環形抽采巷方案,實現抽采巷道全風壓通風。超前布局,提前5~10年掘送煤層底板巖石抽采巷,施工穿層鉆孔預抽煤層瓦斯。近5年來,分別在三水平南一區17層、三水平北部區17、21、23、30、33層底板、三水平南三區21層等施工底板抽采巖巷,累計15條,12 100 m,施工預抽鉆孔9 326個,77.58萬m,預抽瓦斯量12 150萬m3,實現了所有煤層開采前,瓦斯含量和壓力均降至臨界指標以下,確保了礦井瓦斯抽采達標。
在治災巷道設計方面積極推行一巷多用布置模式,即一條巷道可兼顧抽采、消火治理、防沖治理、設備運輸等功能。
峻德煤礦三水平北三四區,30層瓦斯含量最大為10.35 m3/t,原始瓦斯壓力最大為1.02 MPa,33層瓦斯含量最大為8.65 m3/t,原始瓦斯壓力最大為1.2 MPa,屬于突出煤層,同時,也是易自燃和自燃煤層,具有沖擊地壓危險性。為了有效預控30、33煤層突出、沖擊地壓、自然發火、工作面上隅角瓦斯超限和水害等安全風險,根據煤層賦存情況,確定在30、33層煤層間,掘送瓦斯抽采巖巷,施工穿層條帶預抽鉆孔穿透30、33煤層,開展預抽。而后利用巷道和鉆孔開展防火灌漿、采空區注氮等工作,對煤層進行綜合治災。
同時還研究在三水平南三區17層治災巷道對下部21層進行災害治理:①取消二水平南一區運輸下山上部安裝硐室施工設計,將現有-50東大巷局部地點進行挑頂、擴幫滿足支架從地面經西部輔助提升斜井直達-50井底車場,整體運輸至二水平南一區各生產安裝工作面。此項工程可節省安裝硐室工程量30 m,而且避免了支架的拆卸和組裝工程,提升安裝效率,減少安裝時間;②在二水平南部運輸巷2 000 m處施工一個用于整個三水平南部區集中安裝、分解支架的安裝硐室,此項工程可滿足南部3、9、12、17、21、22-1、22-2、23、26、30、33-1共計11層煤,近30個工作面的安裝、分解支架的需求,節省了分層安裝硐室的工程量和人員,減少了提升的工程量;③通過一巷多用設計研究,制定了三水平南三區17層治災巷道對下部21層進行災害治理的設計理念。
近年來,公司引進《礦井三維動態智能仿真系統》對各礦通風系統進行優化改造,利用軟件對通風系統改造進行模擬實驗,科學制定優化方案。如峻德煤礦將軌道上山乏風改為新風,解決軌道上山乘人纜車處于乏風不能投用問題。將三水平北三四區部分風量調整到北風井回風,風量增加1 000 m3/min,增加2組隊伍施工,緩解生產集中問題。興安煤礦通過仿真系統模擬系統簡化封閉三水平北六層運輸巷、三水平北邊界石門、三水平南二石門付巷,減少巷道占用風量600 m3/min。新陸煤礦通過仿真系統模擬對-600通北翼大巷聯巷、-440集中石門聯絡巷系統簡化,減少巷道配風280 m3/min。-50機車庫擋風墻、對一段架空人車巷道風門、地面新風井風門、主扇風硐裂隙加固堵漏,減少了無效風量440 m3/min。下步將重點研究振興煤礦、新陸煤礦大傾角皮帶運輸通風系統優化,實現通風系統能夠反風、封閉(防火密閉門),防止大傾角皮帶火災,有毒有害氣體進入井下工作面,擴大災害影響范圍。
2004年以來,累計施工降阻增風巷道3.6萬m,礦井通風阻力分別降低了12~75 mm H2O,年節約電費支出500萬元。如峻德煤礦恢復-250~+140中部暗井下山911 m,南部主扇負壓降低了65 mm H2O,解決了三水平延深沒有獨立通風系統問題。興安煤礦恢復九層一號井、三號井,解決了九層入風井阻力大難題。富力煤礦在七層底板掘北部-310~-110 m標高回風巷,解決了采區沒有專用回風巷問題,增加了北部通風能力,北主扇降低負壓12 mm H2O。各礦通過實施降阻增風工程,增加了礦井風量,減少了通風阻力,解決了治理瓦斯所需風量,減少了電耗,增加了效益。
瓦斯是煤礦安全生產的最大危害,也是熱值高、無污染的寶貴能源。公司先后在峻德、興安、益新3處地面建立了瓦斯發電站,總容量規模1.34萬kW,2013年2月峻德煤礦開始將高濃瓦斯,通過民用燃氣管網供給鶴崗市5.8萬戶居民使用,年均供給量240萬m3。截至2021年11月末,公司累計發電利用瓦斯1.5億m3,發電量3億kW·h,按照電價0.6元/kW·h計算,創效1.8億元;累計民用供氣利用瓦斯2424萬m3,供氣單價2.0元/m3,創效4 848萬元。另外,累計爭取到國家補貼資金2 819萬元,瓦斯利用累計創效2.566 7億元。公司瓦斯利用效益最大化,減少了溫室氣體排放,創造了可觀經濟效益,形成了“以用促抽、以抽保安”的良性循環。
1)治理災害成本概念不清。公司各礦對治理災害成本管理有共識,但是對于管理范圍和科目,認識還比較模糊,沒有統一標準,治理災害成本管理還處于碎片化階段,不能形成有計劃的精細化管理。
2)治理災害成本研究不足。公司各礦在災害治理工作開展過程中,對于安全可靠性和技術可行性層面研究的比較多,對于經濟合理層面研究的還不夠深入,治理災害成本管理措施少,管理水平需要提升。
3)治理災害成本投入不精準。公司治理災害投入整體呈現出一定比例構成和規律性,但是個別礦井單項統計數據存在偏低和過高問題,一方面,反映出數據采集還需要進一步規范。另一方面,也暴露出存在“大水漫灌”和投入不足等問題。這些問題不從整體角度來看,很難發現。所以,科學規范建立管理平臺是必要的。
本次調研首次對治理災害成本數據進行統計分析,公司全面掌握治理災害投入,實施精準治災,還需要長期數據積累。
依據治理災害費用占噸煤平均99.22元/t,按照公司資金渠道劃分,安全費按照30元/t提取,維簡費按照8.7元/t投入(治理災害占比較少,本次按不計入考慮),爭取國補資金7.5元/t(按照6 000萬元/a估算),治理災害需在煤礦成本中投入61.72元/t。建議公司井工生產煤礦可在成本中按60元/t提取,安排年度煤礦治理災害費用,確保各項治理災害工作落實到位。2022年1月11日,財政部、應急管理部征求《企業安全生產費用提取和使用管理辦法(修訂稿)》意見中煤與瓦斯突出礦井、沖擊地壓礦井噸煤提取50元,與公司災害治理成本調研結論基本相符。龍江煤企災害程度嚴重,安全投入,略高于全國平均水平,是合理可行的。
各礦具體提取額度,建議參考調研數據確定,沖擊地壓、煤與瓦斯突出和開采易發火煤層三類災害礦井在60元/t基礎上浮15%確定,按照69元/t提取。沖擊地壓、煤與瓦斯突出礦井或沖擊地壓、開采易發火煤層或煤與瓦斯突出、開采易發火煤層兩類礦井按照60元/t提取。其它礦井在60元/t基礎下調15%確定,按照51元/t提取,露天、礦建按需提取。各礦確因治理災害需要,調整費用計劃,需經公司審批。
建議煤礦每季度或半年開展一次治理災害成本總結,總結治災成本投入和達到的預期效果,分析原因,總結經驗與不足。公司每半年或年度開展一次治理災害成本總結。
同時,結合本次調研成果,建議開發煤礦治理災害費用管理信息平臺,逐步建立完善管理制度和考核機制,實施治災投入精準管控,促進技術經濟深度融合,提升經營成本管理水平。