充填开采技术经济可行性论证报告

白庙矿充填开采技术经济可行性论证报告
方山公司白庙矿
2014-2-14
白庙矿充填开采技术经济可行性论证报告
一、矿井生产现状
白庙矿现有两个生产采区，分别为一水平复采区与二水平采区。

一水平采区目前有一个回采工作面和两个掘进工作面，即二1-11090采面和二1-11022机巷、二1-11022风巷。

二水平采区现布置1个回采工作面和2个开掘工作面。

即二水平西翼的复采面二1-21022采面和二水平西翼掘进工作面二
机巷、二1-21061切眼。

矿井二水平东翼由于村庄下压煤，近年一直1-21061
没有布置工作面。

二、矿井二水平东翼村庄及压煤概况
（一）二水平东翼村庄概况
二水平东翼是指井田东部边界以西、竹园沟断层以北、主暗斜井以东、云盖山断层以南的范围，面积 2.19Km2。

其地表有孟湾村、角坪村、顾家门三个自然村，经初步调查，三个村庄人口分别为：孟湾360户（其中新村55户，老村305户），皂角坪380户，顾家门31户，总计771户。

（二）二水平东翼储量概算
1．保护煤柱参数选取
在井上下对照图上，通过村庄轮廓线的四个角点，分别作平行于走向和倾向的四条直线，得一矩形，外推15米作为受护边界，参照平顶山矿区塌陷资料，冲剂层移动角取45°，走向移动角取74°，上山移动角取85°，下山移动角取67°。

2．村庄压煤情况
2.1孟湾村
保护煤柱面积：S1=(903+1220)/2×840/cos25°=983838m2。

2.2角坪西岭
保护煤柱面积：S2=(399+530)/2×486/cos25°=249084m2。

2.3角坪西沟
保护煤柱面积：S3=(484+707)/2×825/cos25°=542075m2。

2.4顾家门
保护煤柱面积：S4=(566+777)/2×592/cos25°=419027m2。

2.5角坪东岭
保护煤柱面积：S5=(252+414)/2×633/cos25°=232578m2。

其中井田内S6=155828 m2 、井田范围外S7=76750 m2
根据所作保护煤柱图，角坪西岭煤柱全部被孟湾村煤柱、角坪西沟煤柱顾家门煤柱覆盖，顾家门煤柱、角坪西沟煤柱、孟湾村煤柱部分重叠（S8=(566+636)/2×219/cos25°+(66+179)/2×147/cos25°=165094 m2）
2.6东区村庄保护煤柱面积及压煤量
2.6.1保护煤柱面积：S=S1+S3+S4+S6-S8=1935674 m2
2.6.2压煤量
Q=1219.5万吨（煤层厚度取东区平均厚度4.5米）
扣除风井煤柱42.2万吨、原21010动用11万吨及新21010煤量23.1万吨，压煤量1143.2万吨。

（其中-145米以上220万吨，-240米以上485万吨，-240米以下658.2万吨），如进行充填开采，按75%的采区回采率，可采储量1143.2×0.75=857.4吨（其中其中-145米以上165万吨，-240米以上363万吨，-240米以下497.4万吨），
三、充填开采技术经济可行性论证
（一）实施充填开采的必要性及可行性分析
1、充填开采的必要性
二水平下山采区东翼地表位置为文殊镇孟湾村和皂角坪村及顾家门村，现东翼村庄下压煤857.4万吨，东翼如正常回采势必引起村庄塌陷，搬迁费用较大（贺庙村搬迁费用2个亿），搬迁期间的矿乡关系比较复杂，对矿井正常生产将造成影响，如不搬迁矿井接替即将面临脱节状态，且大量煤炭资源挤压，造成资源浪费，况且矿井目前布置的回采工作面大都是复采面，煤质较差，直接影响矿井的经济效益。

2、充填开采的可行性分析
白庙矿已经具备良好的工程开工条件
①研究区域已经具备完善的巷道系统，部分巷道翻修之后即可使用；
②该区域运输、通风系统、矸石运输系统完善，可以充分利用原有巷道系统，充填开采工程量不大；
③煤层倾角平均约25°，对提高矸石挤压效果、提高矸石密实度、高注浆效果、工作面泄水等作用较大；
④风井工业广场内施工矸石投料系统，避免新购买土地，而且风井工业广场附近交通便利，便于矸石运输；
（二）矸石充填开采经济效益分析
（1）矸石充填开采的直接经济效益
①（按照平煤集团九矿充填成本100元/吨，计算）
矿井二水平东翼发热量平均4800大卡，参照目前煤炭销售价格百大卡9.5元，则矿井煤炭销售价格为444.6元/吨（不含增值税）。

若矿井上充填开采，不计充填设备固定成本，矿井生产成本275.5元/吨，税金及附加6.2元/吨，环境治理保证金2.0元/吨，充填成本,100元/吨。

1.销售收入为：857.4万吨×444.6元/吨＝381200.04万元
2.生产成本为：857.4万吨×275.5元/吨＝23621
3.7万元
3.税金及附加：857.4万吨×6.2元/吨＝5315.88万元
4.环境治理保证金：857.4万吨×2元/吨＝1714.8万元
5.充填费用：857.4万吨×100元/吨＝85740万元
6.增值税：85
7.4万吨×444.6元/吨×17%＝64804.01万元。

利润＝⑴－⑵－⑶－⑷－⑸－⑹＝-12588.35万元。

通过技术与经济分析：二水平东翼煤炭可采储量增加857.4万吨，参照目前价格因素和充填成本费用情况，可获得利润-12588.35万元。

②（按照平煤十二矿充填成本50元/吨，计算）
矿井二水平东翼发热量平均4800大卡，参照目前煤炭销售价格百大卡9.5元，则矿井煤炭销售价格为444.6元/吨（不含增值税）。

若矿井上充填开采，不计充填设备固定成本，矿井生产成本275.5元/吨，税金及附加6.2元/吨，环境治理保证金2.0元/吨，充填成本75元/吨
1.销售收入为：857.4万吨×444.6元/吨＝381200.04万元
2.生产成本为：857.4万吨×275.5元/吨＝23621
3.7万元
3.税金及附加：857.4万吨×6.2元/吨＝5315.88万元
4.环境治理保证金：857.4万吨×2元/吨＝1714.8万元
5.充填费用：857.4万吨×50元/吨＝42870万元
6.增值税：85
7.4万吨×444.6元/吨×17%＝64804.01万元。

利润＝⑴－⑵－⑶－⑷－⑸－⑹＝30281.65万元。

通过技术与经济分析：二水平东翼煤炭可采储量增加857.4万吨，参照目前价格因素和充填成本费用情况，可获得利润30281.65万元。

③（按照平煤集团九矿、十二矿充填开采成本平均数75元/吨，九矿充填成本100元/吨，十二矿充填成本50元/吨，计算）。

矿井二水平东翼发热量平均4800大卡，参照目前煤炭销售价格百大卡9.5元，则矿井煤炭销售价格为444.6元/吨（不含增值税）。

若矿井上充填开采，不计充填设备固定成本，矿井生产成本275.5元/吨，税金及附加6.2元/吨，环境治理保证金2.0元/吨，充填成本75元/吨
1.销售收入为：857.4万吨×444.6元/吨＝381200.04万元
2.生产成本为：857.4万吨×275.5元/吨＝23621
3.7万元
3.税金及附加：857.4万吨×6.2元/吨＝5315.88万元
4.环境治理保证金：857.4万吨×2元/吨＝1714.8万元
5.充填费用：857.4万吨×75元/吨＝64305万元
6.增值税：85
7.4万吨×444.6元/吨×17%＝64804.01万元。

利润＝⑴－⑵－⑶－⑷－⑸－⑹＝8846.65万元。

通过技术与经济分析：二水平东翼煤炭可采储量增加857.4万吨，参照目前价格因素和充填成本费用情况，可获得利润8846.65万元。

（2）充填工作面沿空留巷节省费用
①巷道掘进成本约6000元/m，考虑巷道掘进成本费、材料费、人工费、安全概算等；
②初步估算沿空留巷成本仅约3000元/m，主要是考虑留巷水泥料的增加，人工费，以及巷道返修费等；
③按照年产量50万吨/a计算，每年需要推进约1188m，则沿空留巷可节省巷道掘进成本3000×1188=356.4万元；
（3）充填开采每年产生的经济效益
①（按照平煤集团九矿充填成本100元/吨，计算）
按照充填开采年生产能力50万t计算，产生的直接经济效益为：50万t煤市场销售效益-开采成本+沿空留巷经济效益，即：
销售收入为：50万吨×444.6元/吨＝22230万元
生产成本为：50万吨×275.5元/吨＝13775万元
税金及附加：50万吨×6.2元/吨＝310万元
环境治理保证金：50万吨×2元/吨＝100万元
充填费用：50万吨×100元/吨＝5000万元
增值税：50万吨×444.6元/吨×17%＝3779.1万元。

利润：22230-13775-310-100-5000-3779.1+356.4=-377.7万元/a。

②（按照平煤十二矿充填成本50元/吨，计算）
按照充填开采年生产能力50万t计算，产生的直接经济效益为：50万t煤市场销售效益-开采成本+沿空留巷经济效益，即：
销售收入为：50万吨×444.6元/吨＝22230万元
生产成本为：50万吨×275.5元/吨＝13775万元
税金及附加：50万吨×6.2元/吨＝310万元
环境治理保证金：50万吨×2元/吨＝100万元
充填费用：50万吨×50元/吨＝2500万元
增值税：50万吨×444.6元/吨×17%＝3779.1万元。

利润：22230-13775-310-100-2500-3779.1+356.4=2122.3万元/a。

③（按照平煤集团九矿、十二矿充填开采成本平均数75元/吨，九矿充填成本100元/吨，十二矿充填成本50元/吨，计算）。

按照充填开采年生产能力50万t计算，产生的直接经济效益为：50万
t煤市场销售效益-开采成本+沿空留巷经济效益，即：
销售收入为：50万吨×444.6元/吨＝22230万元
生产成本为：50万吨×275.5元/吨＝13775万元
税金及附加：50万吨×6.2元/吨＝310万元
环境治理保证金：50万吨×2元/吨＝100万元
充填费用：50万吨×75元/吨＝3750万元
增值税：50万吨×444.6元/吨×17%＝3779.1万元。

利润：22230-13775-310-100-3750-3779.1+356.4=872.3万元/a。

（4）矸石充填开采间接经济效益
采用矸石充填开采，除了产生的直接经济效益外，还会节省以下费用：
1、节省瓦斯治理费用
节省瓦斯治理费用，设计趋于为突出区域，采用充填开采并留巷后，可以实现递进式区域瓦斯抽放措施，并确保足够的瓦斯预抽时间，节省大量的安全概算费用。

2、节省区域防治水费用
采用充填开采后，采场矿压显现大幅度减少，降低了对底板的破坏程度，底板突水的危险性大大降低，节省大量区域防治水费用。

3、其它节省费用
充填开采以后，工作面的矿压显现显著减弱，十分有利于工作面和回采巷道支护，将减少工作面和回采巷道维护费用。

充填使用邻近矿发电厂粉煤灰，节省邻近矿发电厂粉煤灰处理费用。

充填开采后，由于采出率提高，将降低吨煤勘探费用及基建费用。

需要指出的是，充填开采试验成功以后，今后在村庄建筑等“三下”开采条件下，工作面可以与不是“三下”条件一样布置，工作面的长度还可以进一步加长，充填节省的费用将更加显著。

（5）矸石充填社会、环境效益分析
矸石充填开采能够取得良好的社会、环境效益：
1、保护资源，实现持续开采。

采用矸石充填控制采空区，工作面无明显的压力显现，从而降低顶板、水等自然灾害的发生机率，提高安全开采系数，同时还降低支护密度、防止底板灰岩强含水层突水威胁，实现随工作面地质条件变化选择经济灵活的开采方法，缓解了采掘接替紧张局面，同时，沿空留巷可实现连续无煤柱采煤。

2、保护地面建筑，实现和谐开采。

矸石充填开采有效地控制了地表沉陷，充填工作面充填体内顶底板移近量为60～80mm，地表累计下沉量能够控制在100mm以内，所保护的建筑物在I级损害范围内。

3、提高煤炭资源采出率，延长矿井服务年限。

充填开采使村庄建筑下、承压水上呆滞煤炭资源能够像没有保护对象的正常条件煤层一样得以高采出率、高安全性、低环境损害地回收，有效扩大了可采煤炭资源储量，提高了矿井煤炭资源采出率，延长矿井服务年限，促进矿井和矿区社会可持续发展。

4、保护环境，实现绿色开采。

作为一种绿色采矿技术的矸石充填开采技术，不仅可以有效控制地表开采沉陷，减少土地塌陷程度和范围，实现不搬迁采煤，而且能够保护地下水资源不受破坏，同时使固体废物（粉煤灰、矸石山）得以资源化利用，减少废弃物的土地占用，保护生态环境，实现企业绿色发展。

可编辑
四、结论
综上所述，采用充填开采不仅减少地面沉降和建筑物破坏，确保在工广不破坏，村庄不搬迁的条件下，进行煤炭的安全回采，有效减少滞留煤炭资源，大大提高矿井回采率。

而且为白庙煤矿深部开采的瓦斯治理提供了充足的时间，解决了矿井采掘接替失调的局面，能够保证矿井稳定、安全、健康发展。

因此矿井技术部门经过环境、经济效益等综合论证，认为充填开采有利于白庙矿健康稳定发展。

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