下组煤开发的可行性探讨与分析

程晨,李刚

摘要 石圪节煤业公司是潞安最早的一对矿井，有80余年开采历史。近年来，3号煤资源已近枯竭，矿井靠回收煤柱和开采兄弟矿井的少量资源来维持生存。为了延长矿井寿命，稳定职工队伍，潞安矿业集团公司决定以石圪节为试点开采15号煤，进行下组煤水平延深。

关键词 石圪节；煤矿；潞安；下组煤；可行性

中图分类号TD745 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0071-02

煤炭作为我国现阶段所使用的最重要资源之一，经过近几十年的快速开采，许多大中型煤矿企业即将进入或已逐步进入资源枯竭期。作为产煤大省的山西，各大煤业集团如潞安、晋城、西山、阳泉、大同等均或多或少地面临这个问题。这些煤矿或调整布局，降低产量，或关停并转，另谋生计，或开拓延深，开发下组煤等等。

然而对于开发下组煤，具有与上组煤不同的地质条件和特点，生产技术方式以及经济效益等也存在较大差异。鉴于此，在开发下组煤时应首先从以下几个方面探讨、分析（以石圪节煤田内下组煤实际情况为例）。

1 下组煤地质条件与特点

1.1 地质构造

1）井田地层

井田大部分地区为第四系黄土层所覆盖，仅在冲沟处有二叠系上统上石盒子组和下统下石盒子组基岩零星出露，基本为一全掩盖区。根据钻孔揭露，地层由老至新有：奥陶系中统上马家沟组和峰峰组、石灰系中统本溪组、石灰系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第四系。

2）井田地质构造

石圪节煤田位于沁水煤田的东部边缘，井田内地质构造简单，地层走向近南北，向西倾斜。总体以宽缓的向斜、背斜为主。地层倾角较平缓，一般3°~6°。矿井3号煤层生产中发现断层17条，落差小于10m；发现陷落柱7处，一般在30m×70m，最大90m×300m，未发现岩浆岩侵入，综观全井田地质构造应属简单类型。

1.2 煤层与煤质情况

1）井田煤层

井田内主要含煤地层为石灰系上统太原组和二迭系下统山西组。

山西组：含煤2层~4层，含煤地层厚度48.50m~67.60m。平均厚57.59m。煤层厚度5.55m~7.46m，平均6.68m，含煤系数0.08％~0.13％，平均0.12％。其中3号煤层位于本组中部，全井田可采（大部分以采空），其余煤层均不可采。

太原组：含煤地层厚度为93.64m~134.60m，平均厚118.27m。煤层总厚4.17m~13.63m，平均8.24m，含煤系数0.04％~0.11％，平均0.06％。含煤10层～15层至上而下编号的有7、8-1、9、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3号煤。其中15-1、15-3号煤层全井田大部可采，8-1、9、14号煤层局部可采，15-2号煤层零星可采，其余煤层均不可采。

2）煤质特点

8-1号煤为低灰~高灰、低硫~高硫、高热值之焦煤，原煤经洗选后灰分降至12%左右，硫分降至2%以下，可作为炼焦用煤。

9号煤层为中灰~高灰、中高硫～高硫、中热值之焦煤，原煤经洗选后灰分降至12%左右，硫分降至2%以下，可作为炼焦用煤。

15-1号煤为低灰～高灰、中硫～高硫、低热值～特高热值贫瘦煤，可作为动力用煤及煤变油用煤。

15-3号煤为低灰～高灰、低硫～中高硫、中热值～特高热值贫瘦煤，可作为动力用煤。原煤经洗选后灰分降至10%左右，硫分降至2%以下，可作为炼焦配煤及煤变油用煤。

总体而言，相对于矿井中煤质好，赋存浅、地质条件好、开采比较容易的上组煤层来说，下组煤煤质较差，为国家限制开采的含硫高，灰份高的煤种，主要用途为动力用煤和民用煤，其原煤售价比较低，经济效益较差。

2 下组煤开发的可行性探讨

2.1 采煤方法及采煤工艺

为提高矿井的机械化程度，在地质条件适宜的情况下，应尽量选择综采工艺，减轻工人的劳动强度。在采煤方法的选择上，优先考虑倾斜长壁采煤法，其巷道布置简单，巷道掘进与维护费用底，投产快，运输系统简单，技术经济效益比较显著。由于煤层比较薄，在保证设计年产量的同时，采煤工作面推进长度及巷道掘进率比较高，在无形中增加吨煤成本。所以在选择采煤方法时要综合考虑各方面条件，对采煤方法进行综合评价及方案优化。

薄煤层开采存在以下不利因素：

1）机械化程度低。采煤工作面空间狭小，工作条件较差，给设备设计制造和井下移动带来诸多困难；

2）产出效率低。由于煤层厚度变化、断层等地质构造，对薄煤层开采影响较大，生产能力低，一般薄煤层单产只为中厚煤层的1/3或更少；

3）投入产出比高。因为效率低，掘进率高，其开采成本明显高于中厚煤层，而经济效益不如中厚煤层。

2.2 准备方式、采区布置及采掘装备

在准备方式的选择上，在技术可行的多中准备方式中进行技术经济比较之后确定，采区式准备方式目前是我国常用的准备方式。

开采近距离煤层组时，设置一部分共用的采区巷道老进行开采，可以减少工程量并获得更好的经济效益。根据地质条件的不同，在采用采区联合布置时可选择集中联合布置和分组集中联合布置方式。

由于下组煤层属于薄煤层开采，煤层赋存不稳定，煤层变异性大，煤层夹矸多，回采巷道中为半煤岩巷掘进，故在选择采掘设备时要充分考虑到掘进机及采煤机切割岩石的问题，应选择大功率的掘进机和采煤机。

2.3 下组煤开发的经济效益概况

由于下组煤煤质较差，含硫高、灰分高，所以必须进行洗选加工，并配煤销售，在当前国际和国内形势下，资源矿产类产品在中长期内，价格应保持缓中有涨的趋势，虽然职工工资、材料、职工福利等原煤成本项目都在增加，但可以相互抵消对原煤成本的影响。

3 下组煤开采综合分析

3.1 必要性

我国薄煤层资源丰富，1.3m 以下煤层可采储量约占全部可采储量的20%。搞好薄煤层机械化开采对于煤炭资源保护和利用，对于延长矿井开采寿命和实现高效开采都具有重要意义。

虽然在下组煤开采过程中会遇到种种难题，但是对于下组煤的开采却是必须要做的，不论从国家保护煤炭资源、提高资源回收率的目标出发，还是从稳定职工、增加就业岗位的方面考虑，开发下组煤对于国家、社会均是利大于弊的。

3.2 技术及经济分析（参照煤炭工业太原设计研究院石圪节煤矿初步设计）

1）项目总投资的概算

顺序 单位工程或环节名称 概算价值（万元） 吨煤投资（元） 占总投资比例（%）

2）年销售收入、销售税金及附加的估算

（1）根据当地矿区近几年的平均销售情况，确定矿井原煤售价为180元/t（含税价）。按设计生产能力1.2Mt/a计算，矿井年销售收入为21 600万元。

（2）销售税金及附加的计算

销售税金及附加包括增值税、资源税、城市维护建设税及教育费附加。增值税：销项税13%，进项税17%，城市维护建设税按增值税的1%，教育费附加按增值税的3%分别计算。

资源税执行财税[2004]第187号文的规定，按3.2元/t计取。

在正常年份计算销售税金及附加为2 500万元。

3）利润、投资利润率及投资利税率的计算

根据以上参数计算正常年份的年利率总额为1875万元，所得税后利润为1 406万元。

根据以上分析，全部投资税后内部收益率为11.70%，大于相应的基准收益率10%，税后财务净现值为3 347万元，大于零，说明石圪节下组煤工程除能满足行业最低要求外，还有盈余，且固定资产投资借款偿还期（从借款开始年算起）为6.28年，因而在财务上是可以接受的。另外下组煤开发在技术上也是可行的，因此在项目准备前联系当前实际情况做好原煤成本核算及经济分析便可以。

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”