煤矸石井下充填之投资、成本、收益

矸石井下充填之投资、成本、收益

固体充填、超高水充填、覆岩离层注浆充填以及综采膏体等充填方式，都需投入资金建设地面地下的系统，只能是给“常规采煤”单纯增加了成本，因为不能开采“边角煤”，也就没有了补充的“收益”。

而条带膏体充填，工作面布置灵活，不要求工作面尺寸和形状，适应性强，可以回收边角煤。就是说，即增加了“成本”，但因可以开采“边角煤”，又降低了“成本”。投资可以产生正向的经济回报，总体还能是盈利的。 

1、采煤与充填 

某煤业公司某煤层存在边角煤资源约80万 t，采用条带式膏体充填，作为矿井配采工作面。整个开采工艺由采煤及充填两套独立的系统构成。采煤系统包括回采支巷及煤炭运输。

充填系统包括回采完毕后支巷的充填及充填物料的运输。

两套系统分工明确、互不影响，同时平行作业，提高采煤及充填工作效率，实现“以充保采”“以充促采”的目的。其中，膏体充填系统由骨料加工、配比搅拌泵送、管路和充填工作面等系统组成。新建设施主要包括：矸石堆棚、地沟、矸石破碎系统、除尘系统、矸石仓、充填楼、充填大厅、粉料仓、集控与实验楼、配电室、空压机房等。

其工艺流程如下：

煤矸石经料斗、给料机和皮带机进入破碎机，粗破后的煤矸石再通过皮带运至细破机二次破碎，之后进入圆振筛，筛下物经输送机运至煤矸石仓，筛上物重新进入细破机循环。成品煤矸石通过仓下给料机经皮带机运到充填楼缓冲斗，给料至称量斗供料。水泥通过螺旋进入称量斗，水由水泵打入称量斗，添加剂经顶楼缓冲斗进入称量斗，称量完成后投入水称量斗。待所有物料称量完成之后依次投入搅拌机。各种原材料在充填楼内经配料、搅拌后经充填泵和充填管路泵送至井下充填工作面。

采用条带膏体充填方式开采边角煤，首先间隔足够的支撑煤柱，间隔条带开采，其次对采空条带进行充入膏体充填，待充填体凝固后再逐条回采剩余条带煤柱，全部采完、充完后，整个充填工作面形成一个大的充填体，对上覆岩层进行支撑，上覆岩层仅存在少量充填体凝固过程中的压缩量。 

2、充填材料性能与方量

充填材料由煤矸石、胶结剂和水按照合理比例配制。

根据经验与试验，确定该煤矿膏体充填材料性能参数如下：

（1）新拌膏体料浆的初始坍落度不小于 180～220 mm。

（2）从加水混合以后，静置 2～4 h，仍然能够正常泵送。

（3）膏体泌水率小于3%。

（4）28 d抗压强度不小于5MPa。

该煤层充填采煤能力15万 t/a，年充填方量约为11万 m?。年工作330 d，正规循环率 0.85，年有效充填天数为280 d，则日充填方量为 386 m?/d。 

3、地面充填系统建设工期 

地面充填站施工准备、土建、安装、试运转，总工期8 个月。 

4、井下充填工作面开拓准备工期 

井巷工程为：首采工作面顺槽、回风切眼、设备安装调试，其他矿建工程平行作业，建设工期为5 个月。 

5、项目总投资 

该项目总投资为6600余万元。其中：井巷1000余万元，土建860余万元，安装1000余万元，设备及工器具2800余万元，其他费用500余万元，预备费250余万元。 

6、运营成本

6.1采煤成本

采煤成本
序号	项目	成本元/t
1	生产工资	27.55
2	福利费	0.53
3	原料及主要材料	4.86
4	辅助材料	6.54
5	燃料和动力	8.38
6	维简费	10.00
7	安全费用	30.00
8	矿山环境治理恢复基金	8.46
9	其它	53.65
合计		149.98

 

6.2充填成本

充填成本
序号	项目	成本元/t
1	充填原材料	55.4
2	燃料及动力	11.1
3	职工薪酬	32.6
4	折旧费（含井巷工程）	68.8
合计		167.9

 

6.3可节省成本

（1）充填开采资源税减半为 5%，以煤炭售价586 元/t 计算，资源税减半为 29.3 元/t。

（2）增加产能置换收入，充填年产能按照15万 t/a 计算，产能置换年收入为540 万元。即为36元/t。

7、项目收益

若按煤价 586 元/t 计算，不计入产能置换收入，条带膏体充填综合增加成本 138.6 元/t，采煤成本149.98 元/t，年回收资源量为15万 t，年利润可达2045.34 万元。

  

总之，条带膏体充填更适用于边角煤、不规则工作面的开采。