“膏体充填绿色采矿管理”项目的实施与应用

1、“膏体充填绿色采矿管理”项目的实施与应用作者：郭利坤 王聪单位：河南煤化焦煤公司鑫珠春公司“膏体充填绿色采矿管理”项目的实施与应用作者：郭利坤 王聪提要：“膏体充填绿色采矿管理法”以循环经济理论为依据，以管理创新为中心，以科技进步为手段，以降低煤炭产出成本为根本，把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、炉渣、劣质土、城市固体垃圾等在地面加工成不需脱水的牙膏状浆体（低成本的特殊“混凝土”），利用充填泵或重力作用通过管道输送到井下，适时充填采空区，实现资源的重复、循环使用，使固体废物得以资源化利用。在利用的过程中，减少废弃物（如矸石山）的土地占用，降低煤炭产出成本，保护矿区生态环境，构建绿色、节能、环保型企业

2、。正文：一、项目实施的背景及意义（一）项目实施背景技术创新和管理创新是公司可持续发展的源动力。新的生产方式势必促进管理的变革，一方面，新的生产系统需要新的管理系统匹配，从管理思维、组织结构、管理流程、管理技术等方面的匹配，形成集成管理系统；另一方面，新的生产系统为管理模式变革、集成管理系统的形成提供了支撑和内动力，从而，技术创新(系统)与管理创新(系统)实现协同式的跨越，达到高一层次的动态整合。几年来，在国家大力扶持资源型公司优化重组、力求创新的大环境下，河南煤化焦煤集团鑫珠春公司依托膏体充填技术，实施“膏体充填绿色采矿管理”项目，不断探索管理体制和管理方法创新，提高企业核心竞争力和管理水平，

3、进而促进公司实现效益增长和可持续发展的目标。以下从项目实施的资源环境、社会环境、安全环境等方面对项目实施背景进行介绍。1、项目实施资源环境。焦作煤炭矿业集团是全国重要的无烟煤生产基地之一，也是我国最早运用现代技术开采的煤矿之一，至今已有112年开采历史，经过百余年的开采，浅部及开采条件简单的区域基本开采结束，所剩区域大多埋藏较深和开采技术条件极为复杂，而井下“三压”煤炭储量达到6亿吨。2008年，焦作地区被国家列入“中部地区典型资源枯竭城市”。下属鑫珠春公司前身为原焦煤集团朱村矿，主业仍为煤炭开采，煤炭开采主体为朱村矿。目前已进入后期生产，可采资源十分有限。一方面，村庄建筑物压煤问题十分突出。

4、据统计，朱村矿村庄建筑物等压煤总共436.9万t，占总经济基础储量的44。另一方面，留设断层防水煤柱造成大量资源无法回收，根据开采资料统计，井田内共揭露落差大于0.5 m的断层560多条，其中落差大于20 m的断层有7条，按照有关规程规定，整个焦作矿区对于落差大于5 m的断层均留设了宽度最少为40 m的防水煤柱，而朱村矿个别大断层，防水煤柱宽度达到180 m，初步估算，仅构成矿区边界的断层防水煤柱资源储量就高达350万t。2、项目实施社会环境。作为国家经济重要资源，煤炭行业持续发展问题越来越成为国民经济的重要支柱产业。但是，当前村庄“压煤”现象严重，村庄压煤是制约河南省煤炭工业发展的老大难问题

5、，也是推进矿区新农村建设亟待解决的问题。如能解决村庄压煤问题，不仅可使国家宝贵煤炭资源充分利用，煤矿增加效益，还可以改善农民的居住条件，提高农民的生活质量。根据国家宏观政策要求，构建环境友好型煤炭企业关键在于三个方面：一是资源高效利用。由于“三下”压煤受到种种原因、社会关系等因素影响，造成生产成本高、单产低等后果，不利于公司健康持续发展。如何解决“三下”压煤，促使资源利用最大化，是煤炭企业急需解决的。二是资源高效转化。资源能源与环境是一对矛盾的统一体，环境污染实质上是资源能源转化率低的结果。在我国煤炭生产中，每年产生的废料煤矸石高达1亿多吨，严重危害环境。为此，煤矸石再利用被列入国家“863计

6、划”。如何有效利用煤矸石等废料，是建设环境友好型煤炭企业的重要研究课题。三是构建和谐矿区。采用传统采煤工艺，不可避免造成地表沉陷，大多需要地面村庄整体搬迁，大大增加工农协调工作难度，造成公司与当地居民社会矛盾的产生，不利于和谐矿区、和谐社会建设。3、项目实施安全环境。安全是煤矿生产的头等大事，安全对煤炭生产起着保证、支撑和推动作用，实施现代科技兴煤、科技兴安战略，建立煤矿安全生产长效机制，是安全工作的必由之路，作为煤炭企业，依靠采用先进科技手段，不断创新管理方式，是实现煤矿安全生产的动力和源泉。威胁朱村矿安全生产的因素主要来自三个方面，一是顶板，二是瓦斯，三是突水。朱村矿水文地质条件复杂，大断

7、层和含水岩层较多，导致顶板控制难度较大，近年来虽然不断进行支护改革，强化支护强度，但由于煤矿开采进入后期，顶板破坏较为严重，一直无法从根本上解决顶板管理问题，顶板事故仍然时有发生，严重制约了矿井安全生产。采用传统方法开采过程中受断层透水和顶底板突水威胁较大。朱村矿建井至今，共发生突水210次，其中开采二1煤突水173次，开采一5煤突水37次；突水量大于1.0 m3/min的达65次，最大水量25.4 m3/min。1979年4月朱村矿曾发生过一次由小断层引起的二1煤层底板L8灰岩岩溶水突水淹没采区的事故，1998年8月一5煤南区因水大停采至今。朱村矿属瓦斯高突矿井，目前主力采区瓦斯赋存含量较高

8、。根据以上环境分析，鑫珠春公司的生存和发展面临资源瓶颈，按照最低产能要求35万吨/年计算，以传统管理模式开采期仅剩5.7年，同时面临安全、社会等诸方面压力；鑫珠春公司频临难以生存的危险境地，迫切需要转换管理模式，有效处理好生产、安全、生产成本、效益最大化、绿色环保、可持续发展等关系，鑫珠春公司提出实施了“膏体充填绿色采矿管理”项目，促进了企业安全、生产、经营管理模式的重大变革，有效降低了安全生产综合成本，解决资源瓶颈获取受制资源的边际收益最大化，承担和履行环境保护责任，促进企业的和谐、发展。（二）项目实施的目意义1、克服资源瓶颈制约，拓展企业生存空间，延长企业生命周期。通过项目的实施可解放呆滞

9、煤量436.9万t；通过项目实施大幅提高回采率，减少新增呆滞煤量270万吨；通过项目实施增加扩界储量570余万吨，回收保护煤柱350万吨，共计可增加可采经济储量1626.9万吨，按照35万吨/年的产能规模，可延长开采期46.48年；按照矿井设计系统最大产能规模75万吨/年，可延长开采期21.69年。通过项目的实施，有效克服企业面临的资源瓶颈，增加企业在煤炭整合中的竞争优势，拓展企业生存空间，延长企业生命周期。2、提升机械化开采水平，发挥企业生产潜能。由于受地质条件和资源条件制约，鑫珠春公司在机械化开采的道路上探索多年，一直无法取得突破，通过项目的实施，可大幅提高机械化开采水平，实现综掘、综采，

10、产能可以在30万吨的水平基础上提高到70万吨，充分发挥原有矿井生产系统能力，充分挖掘资源配置潜力，实现系统功能优化效益。3、改善生产作业环境，提高本质安全水平。通过项目实施，降低或减弱采动造成的围岩变化影响，探索矿压变化新规律，改变消除矿井瓦斯、顶板、突水三大威胁，提高质量标准化水平，实现矿井生产安全本质化。4、优化产品成本结构，提升企业经济效益。通过项目的实施，进一步优化产品成本结构，在保证员工收入稳步增长的前提下，进一步降低吨煤人工费成本；降低排水费用总量，大幅度降低吨煤排水费用；通过产能的提升，降低单位固定成本费用；大力压缩非生产费用支出，合理提高安全费用支出，使成本水平保持在合理水平。

11、同时，提高煤炭销量和质量，大幅提高企业盈利能力。5、保护资源环境，建立和谐矿、地关系。通过项目实施，尽可能降低和减少土地塌陷程度和范围，实现不搬迁采煤，保护地下水资源不受破坏，同时，实现资源的重复、循环使用，使固体废物得以资源化利用，如：粉煤灰、矸石山等，在利用的过程中，减少废弃物（如矸石山）的土地占用，保护矿区生态环境，实现公司绿色发展。努力减少工农协调工作量，避免企业与当地居民社会矛盾的产生，促进和谐矿区、和谐社会建设。二、项目的内涵与实施的理论基础 “膏体充填绿色采矿管理”项目以解决企业资源瓶颈为核心，以提高产能效益为目的，以膏体充填技术的研究应用为依托，致力于延长企业生命周期，实现企业

12、可持续发展。项目内涵：以管理创新引导技术创新，通过对企业内外部环境分析，确定以核心技术创新为企业发展战略支撑，同时，依托核心技术创新成果，从创新管理组织、改进生产方式、优化成本结构、改善安全环境等管理环节入手，进行管理模式的创新匹配。从而克服资源瓶颈限制，提高安全本质水平，提高机械化开采水平；通过产能提高、优化成本结构，降低产品综合成本，获取边际收益最大化，最终实现延长企业生命周期、提高经济运行质量之目的。项目主要管理环节：企业经营环境分析确立企业发展战略选择核心技术创新方向实施“膏体充填绿色采矿”技术创新进行管理创新匹配：调整生产管理模式，建立充填工艺系统，选择前进式回采工艺；调整劳动组织结

13、构，合理配置采辅力量，采辅人员比例由3.5:1调整为2.3:1；调整、优化运输系统，增加运输能力；产业升级，由炮采、炮掘传统工艺转化为综采、综掘机械化开采工艺；调整经营目标管理体系，建立精细化目标控制体系和精细化成本管控体系。三、项目实施的效果分析（一）实施膏体充填绿色采矿管理项目带来的成本变动分析。按照我国现行会计制度规定，原煤生产计算采用制造成本法。原煤产品的制造成本包括以下内容（按费用要素划分）：（1）材料，指煤炭产品所耗用的各种材料；（2）提取的包干工资；（3）提取的职工福利费；（4）电力； （5）折旧费；（6）提取的井巷工程费;（7）提取的维简费;（8）修理费;（9）安全费用;(10

14、)其它支出。实施膏体充填项目后，成本结构发生了较大的变化，一是生产组织的变化，改变了人工费用比重。2007年，产量35.6万吨，职工1634人，人均工资2.9万元，职工薪酬合计6634.04万元，吨煤费用186.35元，占完全成本487元/吨比重为38.27%；2009年产量50.65万吨，职工1326人，人均工资5.8万元，职工薪酬合计11536.2万元，吨煤227.76元，占完全成本326.04元/吨比重为69.86%，扣除增资因素5768.1万元，吨煤成本降低274.85元。从以上数字可以看出，职工收入翻了一番，因工资增长吨煤成本增加113.88元，总成本降低160.96元/吨。二是电力

15、成本中排水费降低，由于项目实施，总涌水量由40T/min降为17T/min,排水费用总额降低621万元，吨煤费用降低17.94元/吨。三是由于生产工序增加，增加了回采直接成本60.8元/吨，主要反映在材料费、人工费和折旧费总额增加，同时，由于减少了掘巷费用，直接成本减少35.09元/吨；四是塌陷赔偿费同比减少452万元，吨煤成本降低13.4元/吨。五是完全成本大幅降低，2007年吨煤成本487.52元/吨，2009年降为326.04元/吨，降低160.96元/吨。从以上成本变动可以看出，项目的实施使成本构成发生了显著变化，完全成本大幅降低，原来比重较高的材料费、电费大幅降低，人工费由于工资水平

16、的大幅提高比重明显提高，项目的实施为职工收入水平的提高释放了成本空间，技术创新和管理变革使成本产生的条件发生了根本改变，这是通过成本控制手段无法实现的成本水平质的变化。（二）膏体充填科项目实施后公司成长性分析。项目实施后，2008年度公司煤炭产能达到41.1万吨，2009年度产能达到50.65万吨，2010年度产能达到61.45万吨，2011年度预计产能达到70.25万吨。按照平均售价630.24元/吨计算，2008-2011 年度公司销售收入如下表：年度指标2008200920102011产量（销量）41.1万吨50.65万吨61.45万吨70.25万吨销售单价554.74元/吨570.69

17、元/吨630.24元/吨630.24元/吨销售收入（亿元）2.282.893.874.432008-2011年度销售收入变化趋势图： 2005-2009年企业利润变化趋势图:（三）膏体充填科项目实施后公司收益性分析。项目实施后，2008年度公司增加边际收益3803.85万元，2009年度增加边际收益9083.85万元，2010年度增加边际收益8271.65万元，2011年度预计增加公司边际收益9271.65万元。增加边际收益变化趋势图如下：（四）促进了公司管理创新，提高了企业核心竞争力。通过膏体充填绿色采矿管理项目的实施，为构建和谐型、环保型、节能型煤炭企业提供有力支撑，实现了“五化”，有力促

18、进了公司和谐健康持续发展。近几年来，公司抓住机遇，时刻准确把握技术创新和管理创新的范畴以及它们之间的互动关系，选择最佳的创新战略组合，构建了公司技术创新和管理创新之间动态的、双向的匹配、协同与互动的创新模式，使公司创新系统整体功能趋向最优化。1、实现公司发展持续化。煤炭资源具有有限性、不可再生性，在当今时代，占有资源就是占有市场，就是拥有希望和明天。对于鑫珠春公司这个老矿井来说，开发和解放现有煤炭资源显得尤为珍贵。通过成功实践，截止到2010年底，共消化废矸石、建筑垃圾等废弃物40万吨，粉煤灰22万吨，置换原煤47.49万吨。在现有基础上，一5煤全部保护煤柱资源用膏体充填开采，平均按照采出率8

19、0 %计算，将回收煤炭资源405.6万吨，以核定生产能力计算，朱村矿将还能够维持9年正常生产。二1厚煤层膏体充填开采试验成功，将多回收煤炭资源108万吨，考虑与一5煤均衡生产，将多延长矿井稳产服务年限4年。2、实现生产利润最大化。根据帕累托定律（又称80/20法则、二八定律），原因与结果、投入与产出、努力与报酬之间的关系往往是不平衡的。若以数学方式测量这个不平衡，得到的基准线是一个80/20关系。因此，作为被村庄、建筑物等占压煤炭资源，如果实施传统管理模式，需要村庄整体搬迁，投入费用与产出效益比例将严重失衡。通过膏体充填，有效解决传统管理模式带来的成本高的问题，大大提高公司生产利润。预计通过膏体充填绿色采矿管理项目，按照采出率80 %计算，可解放一5煤煤炭资源405.6万吨，按照500元/吨，可增加收入20.28亿元；解放二1煤炭资源108万吨，按照600元/吨，可增加收入6.48亿元，累计可增加收入26.76亿元。同时，采用膏体充填法采煤，回填煤矸石，处理大量的粉煤灰，可以减少环境污染。采用充填以后，可以减少塌陷补偿费5000余万元。3、实现生产环境安全化