东庞煤矿技术改造的必要性.docx

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东庞煤矿技术改造的必要性

 东庞煤矿技术改造的必要性 、可行性及技术经济分析

1.矿井基本情况

1.1矿井地质及水文地质条件

东庞井田位于邯邢矿区奥灰水中单元内,即百泉水文地质单元的西北角地段,位于邢台一、二号大断层之间,井田的西北、东北及东南三面皆有较大断层,形成了隔水边界,唯有西南边界有水力联系故从总体来看本井田上组煤的水文。

根据底板隔水层厚度和突水系数计算深部水平正常地2号煤可实现安全开采。

根据实际揭露资料和精查地质资料,深部水平共发现13条断层,其中有4条断层为浅部水平的延展断层。

落差大于30m的有7条,主要分布在北部和东部边界附近,中部区域断层较少。

但深部水平赋存有三个背向斜构造,东西部边界断层皆为大落差断层,故深部水平的断裂构造不会很简单。

故必须在采掘设备配备和采区布置上予以考虑,不能照搬浅部水平采区布置方法和采掘设备。

1.2煤层赋存条件

深部水平2号煤呈波曲构造,自西向东依次排列有北程向斜、表善背斜和寺上向斜等。

区内煤层厚度平均3.8m;煤层倾角平均5°。

深部水平2号煤的最深标高为-750m,但大部分在-550m标高以浅。

在深部水平的西部,2号煤存在一分岔区,其面积约4km2。

深部水平2号煤地质储量为9416.2万T,可采储量为5402.2万t,约占整个井田2号煤剩余可采储量的57.3%。

井田煤系地层为石炭二迭系地层,总厚约241.85m,含煤9～20层,煤层总厚15.48m,含煤系数6.4%。

其中可采及局部可采煤层6层,总厚度13.72m,占煤层总厚的88.6%。

可采煤层为2,9号煤,局部可采煤层为3,6,7,8号煤。

根据煤层赋存条件,井田内煤层分为上、下两个煤组,2,3,6号煤层为上组煤,7,8,9号煤为下组煤。

矿井目前主采煤层为上组煤的2号煤。

2.技术改造的必要性及可行性

2.1技术改造的必要性

2.1.1提高矿井产量及工作面单产和效率和效益的需要

随着矿井浅部水平煤炭储量的日渐减少,开采将逐步向深部发展,运输、提升及通风距离增加,系统环节也增多,在地质条件与浅部类似的情况下原煤成本必然会增加,况且本矿井经生产实际揭露证实,向深部发展瓦斯涌出量增加,地压增大,存在成本增加的不利因素。

不对各主要系统进行技术改造,就不能最大限度的保持和提高矿井高产高效水平,不提高产量就意味着单位成本的增加、效益的下降。

因此,必须对矿井各主要环节进行改造,进一步提高矿井产量,以求取得更大的经济效益。

2.1.2设备改造升级的需要

东庞矿现使用的一次采全高设备系上世纪80年代末针对浅部煤层赋存条件而研制的,在浅部水平煤炭的开采中,使用效果良好,但随着开采深度的加大,开采条件较浅部发生了很大变化,地压增大,瓦斯涌出量增加,构造增多,这些都对采掘设备提出了更高的要求。

为防止片帮及冒顶,回采工作面推进速度要快,此外,为减少工作面搬家次数,小的断层和较薄夹矸区应能强行通过。

目前设备使用年限长,支架工作阻力低,支护强度不够,采煤机功率小,不适应深部大地压开采条件,其它大部分设备也不能适应深部水平地质条件的变化,难以维持矿井高产高效生产,因此,矿井深部水平的开采必须对原有设备进行升级改造。

2.1.3保证矿井安全的需要

经生产实际揭露证实,二水平比一水平的瓦斯涌出量增加,2600采区和2900采区回采工作面瓦斯涌出量达到15m³／min以上,掘进工作面瓦斯涌出量也达到6～7m³／min以上,并出现过煤与瓦斯突出迹象,两个采区为此掘进了专用回风上山。

从总体规律看,深部水平的瓦斯涌出量会比浅部要高,故除采取加强瓦斯监测、必要时进行瓦斯抽放外,对通风系统进行改造,确保通风系统的安全正常运行也是必需的。

现有的浅部南风井和北风井机已处在满负荷工作状态,不能再担负深部水平的通风任务。

经通风计算,必须增加深部风井才能满足深部水平的通风需要。

2.2技术改造的可行性

2.2.1深部水平开采技术条件适宜进行高产高效技术改造

从目前掌握的地质资料看,深部水平的开采技术条件是适应高架综采的。

煤层厚度适中,倾角平缓,顶底板较完整,适宜布置高产高效工作面;储量丰富,深部水平2煤工业储量达到852817万t,占整个矿井2煤剩余工业储量的55.5%,可保证较长的服务年限;开采面积大,可布置五个采区,首采区的开采条件好。

深部水平需尽快进行三维地震补充勘探,以更准确地掌握地质构造,充分发挥高产高效设备的效能。

2.2.2矿井主要系统为深部水平的改造创造了条件

浅部水平的煤炭运输已实现胶带输送机化,深部水平的胶带输送机只要与浅部的主运输胶带输送机搭接就可形成煤炭运输系统;副井已延深到-480m水平,深部水平的辅助运输也容易解决;为试采浅部的下组煤,-300m水平设有较强的排水能力,深部水平的涌水可排至-300m水平,再利用-300m水平的排水设备排至地面。

东庞矿现正在对主井和副井提升系统进行改造,使之有适应矿井增产的要求。

2.2.3工作面装备水平及管理水平

东庞矿经过近二十年的生产实践,积累了管理现代化大型矿井的丰富经验,在采掘及各主要生产系统方面的技术力量雄厚,能适应不断变化的开采条件。

我国煤矿4.5m厚煤层一次采全高综采配套设备就是在东庞煤矿试验成功的。

故深部水平的高产高效技术改造在技术及生产管理上是可行的。

2.3市场前景

东庞矿配有与矿井原煤产量相适应的洗煤厂,是我国第一批现代化洗煤厂,1997年全员效率全国第一,现已通过ISO9002精煤生产质量体系注册认证。

生产的洗精煤、洗混煤、筛混煤在河北、河南、山东、上海、天津、北京、江苏、浙江等地极受欢迎,六级冶炼精煤出口南韩、巴西等国家,洗动力煤出口日本。

经对主要用煤客户进行需求调查,该矿井深部水平进行高产高效技术改造后增加的煤炭产量是有销路的。

另外,该矿井已与中国矿业大学北京校区等科研单位对水煤浆制作技术进行了研究试验,试验表明,东庞矿精煤成浆性良好,成浆浓度可达72%,是国内少见的优质制浆原煤,现已建成15万t/a水煤浆厂,矿井增产的市场前景是广阔的。

3.技术改造主要内容

3.1采煤方法选择

2号煤为缓倾斜厚煤层，平均厚度4.42m左右，中部含有一层夹矸，厚度较大，部分地段将煤层分为上、下两层，构造比较简单。

煤层顶、底板多为粉砂岩，煤层比较稳定。

根据井田内煤层赋存条件、地质构造及矿井生产能力等因素,确定采煤方法为长壁式开采,冒落式管理顶板。

3.2深部水平开拓巷道布置

结合矿井已形成的一、二水平开拓系统和深部水平（主要是2号煤层）的赋存条件，深部水平采用暗斜井延伸是合适的。

根据二水平北翼2600采区实际揭露的情况，该区内断层远比地质报告中多，对回采工作面的布置产生了很大影响。

考虑到深部水平煤层埋藏深，部分区域勘探程度较低，实际煤层赋存情况可能较地质报告复杂，因此，巷道的布置应能适应地质构造的变化，使回采工作面的推进方向尽量同断层的走向一致。

深部水平范围内,落差大、延展长的主要断层有F14，F3，F8，F4，F20及深部井田边界断层,除深部井田边界断层外，F3,F8,F4等多数断层的延展方向均为北偏东方向，此外,深部水平范围内的寺上向斜、表善背斜和北程向斜的延展方向也均为北偏东方向,因此,如果深部水平范围内有构造，其沿北偏东的可能性较大，在此基础上，确定回采工作面的推进方向为北偏东方向。

采用方案:

沿北东方向布置大巷。

在2600采区上山下口附近，从-480m水平北翼运输大a巷开口中，沿北东方向作深部水平轨道石门过一

（二）采区巷道后开凿副暗斜井至-5600m水平，暗斜井落平后继续沿北东方向布置三条大巷至F20断层附近。

深部水平胶带输送机巷担负深部水平的煤炭运输并兼进风;深部水平轨道石门、副暗斜井和深部水平轨道巷担负深部水平的辅助运输并兼进风；回风大巷担负回风，回风风流流向深部风井，深部风井位于井田深部靠近F20断层附近。

此方案水平延伸对矿井生产干扰小,利用水平接替,对构造适应性强等优点,故可以采用。

3.3深部水平巷道层位

深部水平范围内，2号煤倾角平缓，大部分小于5°煤层,最低标高为-750m,结合2煤的赋存条件,考虑到排水、提升、通风等环节，对大巷的布置层位采用如下方案：

深部水平轨道巷布置在岩石中，回风巷布置在2号煤层中，一二采区开口以浅部分的胶带输送机巷布置在岩石中,以深部分布置在2号煤层中。

此方案的优点是：

岩石巷道工程量较少；巷道维护费低；可形成煤仓，有缓冲环节；缺点是:

初期投资较高。

4改造后技术经济分析

4．1技术改造后主要技术经济指标矿井2煤剩余地质储量:

16491.4万t；深部水平2煤可采储量:

468915万t；矿井设计生产能力:

218Mt/a;深部水平2煤服务年限:

12a；改造后井巷总工程量（新增）总长度/体积（包括深部风井）:

12737m/197360m3,其中煤巷:

6900m/1013746m3,建井工期:

30个月;建设总投资:

16684144万元。

表1　技术改造后主要技术经济指标表

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设计生产能力指标

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1原设计年产量/t千2.4

2改造后年产量/千2.8

3日产量/t9333

2煤剩余储量

①地质储量/万t16491.4

②工业储量/万t15366.9

③可采储量万t8703.1

矿井2煤服务年限/a22.2

深部水平2煤服务年限/a12.0

煤质牌号气煤、肥煤

煤的主要用途炼焦配煤

煤层情况

①可采煤层数/层7

②上组煤可采煤层数/层3

②上组煤可采煤层总厚度平均/m5.4

③煤层倾角/°4～15

井田范围

①走向长度/km7

②倾斜宽度/km6

③井田面积/km243.73

开拓方式立井、暗斜井

水平标高①一水平-300m

②二水平-480m

③深部水平-560m

大巷方式与设备

①煤炭胶带输送

②辅助运输10t架线电机车牵引1.5t矿车

投资估算/万元16684.44

吨煤投资/元t-1417.11

4.2财务分析以及盈亏平衡分析

4.2.1财务分析

根据国家及行业的有关贷款条件及财务评估规定，经计算，本矿井深中水平高产高效技术改造的主要财务评价指标见下表。

行业基准收益率按7%考虑。

表2财务经济评价指标表

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税后内部收益率（全部投资）/%15.07

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税前内部收益率（全部投资）/%20.84

税后投资回收期/a7.83

税前投资回收期/a6.63

税后财务净现值/万元11.51

税前财务净现值/万元20053

投资利润率/%20.89

投资利税率/%25.79

盈亏平衡点/%40.15

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从以上的计算可知，该项目的税后内部收益率为税后财务净现值为20053万元，税后投资回收期为7.83年（含建设期）。

该项目建成投产后，正常年份销售总收入为7600万元,总成本为3376万元，上交的税金及附加为805万元，利润总额为3419万元，应纳所得税1128万元，税后利润为2291万元，提10%的盈余公积金229万元后，每年的可分配利润达2062万元。

由此可见,项目具有一定的盈利能力。

4.2.2盈亏平衡分析

根据计算期内年平均的销售收入、销售税金及附加、固定成本、可变成本等数据进行估算。

产量达到设计能力的40.15%,企业可以保本,说明该项目具有一定的抗风险能力。

4.2.3财务评价

从以上的财务分析表明,本项目税后财务内部收益率为15.07%，大于相应的基准收益率7%,税后投资回收期为7.83年（含建设期）,本项目具有一定的盈利能力和抗风险能力。

综上所述，该项目财务上是可行的。