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鹤岗矿业公司治理灾害成本调研与实绩

2023-02-10张俊杰王亮亮

煤矿现代化 2023年1期
关键词:总费用成本费用瓦斯

张俊杰,王亮亮

(黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司,黑龙江 鹤岗 154100)

1 矿井灾害基本概况

1.1 煤与瓦斯突出情况

鹤岗矿业公司公司现有6个井工矿中,4个为突出矿井,分别是峻德、兴安、富力和益新煤矿,2个为高瓦斯矿井,分别是新陆煤矿和振兴煤矿,1个在建矿井(鸟山煤矿)为突出矿井。

1.2 煤层自然发火情况

鹤岗矿业公司煤层普遍有自燃倾向性,最短发火期16 d。系统建设方面,目前6个井工生产矿井建有灌浆站13处、灌浆泵额定能力1 716 m3/h,消防水池16处、容积12 805 m3;井下移动注氮设备15套,额定流量13 800 m3/h,目前峻德煤矿、富力煤矿正在新建地面永久注氮系统,各矿均安设了JSG-7型气相色谱原理束管防火监测系统和KJ428型分布式激光火情监控系统。

1.3 水文地质情况

矿区内有3条大小河流,流经煤田上方或边缘,含煤地层普遍赋存巨厚砾岩含水层,南部第四系强含水层厚度在10~60 m,公司7座生产矿井中,水文地质类型复杂矿井3座,中等矿井3座,简单矿井1座,在建鸟山煤矿水文地质类型中等。

1.4 冲击地压情况

鹤岗矿业现有冲击地压矿井3个,分别为峻德、兴安和富力煤矿。防冲监测方面,各矿区域监测以SOS微震监测为主,局部监测以应力在线监测为主,具有中等以上冲击危险的采掘工作面均建立了应力在线监测系统,结合钻屑法综合开展监测预报工作。

1.5 地质构造情况

鹤岗盆地为一走向近南北,向东倾斜的单斜构造,倾角15°~45°,盆地内褶皱作用较微弱,发育有短轴向背斜,断裂构造则十分发育,断距在50 m以上的断裂共有396条(其中深断裂3条,区域性断裂44条,一般断裂349条),断距50 m也较常见,影响开采的中小断层特别多,随处可见。

2 治理灾害成本调研

本次治理灾害成本调研,按照人工费、材料费、电费、设备投入费用、设备租赁费、修理费、技术措施费及其它费用等八项科目,对照安全费、维简费、成本费和国补资金投入等资金渠道,“全口径”开展成本调研,确保治理灾害费用不遗漏、不重复计算。

3 治理灾害成本构成分析

2020年鹤岗矿业公司原煤产量689.51万t(不含已关井南山煤矿42.4万t),治理灾害费用合计67 439.58万元,占吨煤成本费用97.81元,见图1。

其中:瓦斯治理费用投入15 343.45万元,占吨煤成本费用为22.25元/t,占治灾总费用22.75%。

防灭火治理费用投入10724.38万元,占吨煤成本费用为15.55元/t,占治灾总费用15.90%。

冲击地压治理费用投入4923.63万元,占吨煤成本费用为7.14元/t,占治灾总费用7.3%。

地质及防治水费用投入7182.06万元,占吨煤成本费用为10.41元/t,占治灾总费用10.65%。

综合防尘治理费用投入1517.35万元,占吨煤成本费用为2.20元/t,占治灾总费用2.24%。

通风系统费用投入8745.5万元,占吨煤成本费用为12.68元/t,占治灾总费用12.97%。

六大系统费用投入2573.95万元,占吨煤成本费用为3.73元/t,占治灾总费用3.81%。

机电运输治理费用投入6243.95万元,占吨煤成本费用为9.06元/t,占治灾总费用9.25%。

其它治理费用投入10185.31万元,占吨煤成本费用为14.77元/t,占治灾总费用15.1%。

图1 2020年鹤岗公司治理灾害成本构成

2021年1-9月份鹤岗公司原煤产量554.12万t,治理灾害费用合计支出55 957.21万元,治理灾害费用占吨煤成本费用为100.98元/t,见图2。

其中:瓦斯治理费用投入14 185.71万元,占吨煤成本费用为25.60元/t,占治灾总费用25.35%。

防灭火治理费用投入9 641.85万元,占吨煤成本费用为17.4元/t,占治灾总费用17.23%。

冲击地压治理费用投入4 468.64万元,占吨煤成本费用为8.06元/t,占治灾总费用7.98%。

地质及防治水费用投入5 425.78万元,占吨煤成本费用为9.69元/t,占治灾总费用9.79%。

综合防尘治理费用投入1 367.3万元,占吨煤成本费用为2.46元/t,占治灾总费用2.44%。

通风系统费用投入6 304.07万元,占吨煤成本费用为11.37元/t,占治理灾害总费用11.2%。

六大系统费用投入1 340.84万元,占吨煤成本费用为2.42元/t,占治灾总费用2.39%。

机电运输治理费用投入5827.21万元,占吨煤成本费用为10.51元/t,占治灾总费用10.41%。

其他治理费用投入7395.81万元,占吨煤成本费用为13.34元/t,占治灾总费用13.2%。

图2 2021年鹤岗公司1-9月治理灾害成本构成

从治理灾害费用占吨煤成本来看,2020年为97.81元/t,2021年1-9月份为100.98元/t,平均99.22元/t。2年期略有上升,上升3.24%。

从分项治灾费用占治灾总费用来看,各分项占比基本持平。瓦斯治理费用占比24%,防灭火治理费用16%,冲击地压治理费用占比8%,地质及防治水费用占比10%,综合防尘治理费用占比3%,六大系统费用占比3%,通风系统费用占比12%,机电运输治理费用占比10%,其它治理费用占比14%。

从治理灾害总费用来看,2020年全年67 439.58万元,2021年1-9月份(前3个季度)55 957.21万元,二者相比,2021年同期增加7.97%,2021年以99.22元/t推算,预计年末费用规模75 000万元。虽然还不能确定为统计规律,但是随着冲击地压矿井“123”工程、对照“一规程四细则”补短板和加强煤矿井下人员位置监测管理等工作推进实施,国家政策不断更新,未来灾害治理费用呈现上升趋势。

图2 2020年-2021年9月灾害治理总费用同期比较

4 治理各种灾害取得的实绩

4.1 耦合灾害工作面解放层安全开采

富力煤矿南扩区18-2层煤开采,存在中等冲击危险、自然发火、瓦斯突出等风险。

-450南扩区18-2层工作面采用开采底板解放层(21层)治理冲击地压,对强冲击危险形成了区域治理。该区上段工作面未开采解放层,震动事件能量四次方的震动35个、五次方的震动28个、六次方的震动3个,二次方以上震动共计840个。采用解放层开采后,该区采掘施工期间只发生微震震动事件5次,最大能量为8.13E+02J,与上段工作面对比震动频次减少99.4%。应力在线监测系统未出现过超限预警情况,现场观察巷道支护变形量明显减少,无煤炮声等动力现象。该项技术的应用使18-2层工作面释放安全产能46.3万t,节约防冲治理成本850万元。与上段本层对比减少巷道恢复量460 m。

-530南扩区18-2层工作面,继续开采21层作为底板解放层,提出了针对性治理措施,微震监测震动事件28次,最大能量为7.10E+04J,与-380南扩区18-2层工作面对比,震动频次减少96.7%,各监测数据均未超过预警值范围,平均生产原煤10万t/月,实现科学释放安全经济产能。

4.2 形成突出煤层底板环形抽采巷方案

峻德煤矿突出煤层底板环形抽采巷方案,实现抽采巷道全风压通风。超前布局,提前5~10年掘送煤层底板岩石抽采巷,施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯。近5年来,分别在三水平南一区17层、三水平北部区17、21、23、30、33层底板、三水平南三区21层等施工底板抽采岩巷,累计15条,12 100 m,施工预抽钻孔9 326个,77.58万m,预抽瓦斯量12 150万m3,实现了所有煤层开采前,瓦斯含量和压力均降至临界指标以下,确保了矿井瓦斯抽采达标。

4.3 形成“一巷多用、一孔多用”的治理模式

在治灾巷道设计方面积极推行一巷多用布置模式,即一条巷道可兼顾抽采、消火治理、防冲治理、设备运输等功能。

峻德煤矿三水平北三四区,30层瓦斯含量最大为10.35 m3/t,原始瓦斯压力最大为1.02 MPa,33层瓦斯含量最大为8.65 m3/t,原始瓦斯压力最大为1.2 MPa,属于突出煤层,同时,也是易自燃和自燃煤层,具有冲击地压危险性。为了有效预控30、33煤层突出、冲击地压、自然发火、工作面上隅角瓦斯超限和水害等安全风险,根据煤层赋存情况,确定在30、33层煤层间,掘送瓦斯抽采岩巷,施工穿层条带预抽钻孔穿透30、33煤层,开展预抽。而后利用巷道和钻孔开展防火灌浆、采空区注氮等工作,对煤层进行综合治灾。

同时还研究在三水平南三区17层治灾巷道对下部21层进行灾害治理:①取消二水平南一区运输下山上部安装硐室施工设计,将现有-50东大巷局部地点进行挑顶、扩帮满足支架从地面经西部辅助提升斜井直达-50井底车场,整体运输至二水平南一区各生产安装工作面。此项工程可节省安装硐室工程量30 m,而且避免了支架的拆卸和组装工程,提升安装效率,减少安装时间;②在二水平南部运输巷2 000 m处施工一个用于整个三水平南部区集中安装、分解支架的安装硐室,此项工程可满足南部3、9、12、17、21、22-1、22-2、23、26、30、33-1共计11层煤,近30个工作面的安装、分解支架的需求,节省了分层安装硐室的工程量和人员,减少了提升的工程量;③通过一巷多用设计研究,制定了三水平南三区17层治灾巷道对下部21层进行灾害治理的设计理念。

4.4 达到通风系统优化,降阻增风

近年来,公司引进《矿井三维动态智能仿真系统》对各矿通风系统进行优化改造,利用软件对通风系统改造进行模拟实验,科学制定优化方案。如峻德煤矿将轨道上山乏风改为新风,解决轨道上山乘人缆车处于乏风不能投用问题。将三水平北三四区部分风量调整到北风井回风,风量增加1 000 m3/min,增加2组队伍施工,缓解生产集中问题。兴安煤矿通过仿真系统模拟系统简化封闭三水平北六层运输巷、三水平北边界石门、三水平南二石门付巷,减少巷道占用风量600 m3/min。新陆煤矿通过仿真系统模拟对-600通北翼大巷联巷、-440集中石门联络巷系统简化,减少巷道配风280 m3/min。-50机车库挡风墙、对一段架空人车巷道风门、地面新风井风门、主扇风硐裂隙加固堵漏,减少了无效风量440 m3/min。下步将重点研究振兴煤矿、新陆煤矿大倾角皮带运输通风系统优化,实现通风系统能够反风、封闭(防火密闭门),防止大倾角皮带火灾,有毒有害气体进入井下工作面,扩大灾害影响范围。

2004年以来,累计施工降阻增风巷道3.6万m,矿井通风阻力分别降低了12~75 mm H2O,年节约电费支出500万元。如峻德煤矿恢复-250~+140中部暗井下山911 m,南部主扇负压降低了65 mm H2O,解决了三水平延深没有独立通风系统问题。兴安煤矿恢复九层一号井、三号井,解决了九层入风井阻力大难题。富力煤矿在七层底板掘北部-310~-110 m标高回风巷,解决了采区没有专用回风巷问题,增加了北部通风能力,北主扇降低负压12 mm H2O。各矿通过实施降阻增风工程,增加了矿井风量,减少了通风阻力,解决了治理瓦斯所需风量,减少了电耗,增加了效益。

4.5 瓦斯利用创效

瓦斯是煤矿安全生产的最大危害,也是热值高、无污染的宝贵能源。公司先后在峻德、兴安、益新3处地面建立了瓦斯发电站,总容量规模1.34万kW,2013年2月峻德煤矿开始将高浓瓦斯,通过民用燃气管网供给鹤岗市5.8万户居民使用,年均供给量240万m3。截至2021年11月末,公司累计发电利用瓦斯1.5亿m3,发电量3亿kW·h,按照电价0.6元/kW·h计算,创效1.8亿元;累计民用供气利用瓦斯2424万m3,供气单价2.0元/m3,创效4 848万元。另外,累计争取到国家补贴资金2 819万元,瓦斯利用累计创效2.566 7亿元。公司瓦斯利用效益最大化,减少了温室气体排放,创造了可观经济效益,形成了“以用促抽、以抽保安”的良性循环。

5 存在的问题

1)治理灾害成本概念不清。公司各矿对治理灾害成本管理有共识,但是对于管理范围和科目,认识还比较模糊,没有统一标准,治理灾害成本管理还处于碎片化阶段,不能形成有计划的精细化管理。

2)治理灾害成本研究不足。公司各矿在灾害治理工作开展过程中,对于安全可靠性和技术可行性层面研究的比较多,对于经济合理层面研究的还不够深入,治理灾害成本管理措施少,管理水平需要提升。

3)治理灾害成本投入不精准。公司治理灾害投入整体呈现出一定比例构成和规律性,但是个别矿井单项统计数据存在偏低和过高问题,一方面,反映出数据采集还需要进一步规范。另一方面,也暴露出存在“大水漫灌”和投入不足等问题。这些问题不从整体角度来看,很难发现。所以,科学规范建立管理平台是必要的。

6 结语

本次调研首次对治理灾害成本数据进行统计分析,公司全面掌握治理灾害投入,实施精准治灾,还需要长期数据积累。

依据治理灾害费用占吨煤平均99.22元/t,按照公司资金渠道划分,安全费按照30元/t提取,维简费按照8.7元/t投入(治理灾害占比较少,本次按不计入考虑),争取国补资金7.5元/t(按照6 000万元/a估算),治理灾害需在煤矿成本中投入61.72元/t。建议公司井工生产煤矿可在成本中按60元/t提取,安排年度煤矿治理灾害费用,确保各项治理灾害工作落实到位。2022年1月11日,财政部、应急管理部征求《企业安全生产费用提取和使用管理办法(修订稿)》意见中煤与瓦斯突出矿井、冲击地压矿井吨煤提取50元,与公司灾害治理成本调研结论基本相符。龙江煤企灾害程度严重,安全投入,略高于全国平均水平,是合理可行的。

各矿具体提取额度,建议参考调研数据确定,冲击地压、煤与瓦斯突出和开采易发火煤层三类灾害矿井在60元/t基础上浮15%确定,按照69元/t提取。冲击地压、煤与瓦斯突出矿井或冲击地压、开采易发火煤层或煤与瓦斯突出、开采易发火煤层两类矿井按照60元/t提取。其它矿井在60元/t基础下调15%确定,按照51元/t提取,露天、矿建按需提取。各矿确因治理灾害需要,调整费用计划,需经公司审批。

建议煤矿每季度或半年开展一次治理灾害成本总结,总结治灾成本投入和达到的预期效果,分析原因,总结经验与不足。公司每半年或年度开展一次治理灾害成本总结。

同时,结合本次调研成果,建议开发煤矿治理灾害费用管理信息平台,逐步建立完善管理制度和考核机制,实施治灾投入精准管控,促进技术经济深度融合,提升经营成本管理水平。

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