陽泉礦區(qū)煤與瓦斯共采成本研究＊

許家林鄭愛華

(1.中國礦業(yè)大學煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,江蘇省徐州市,221008; 2.中國礦業(yè)大學管理學院,江蘇省徐州市,221008)

★專題論壇——瓦斯防治 ★

陽泉礦區(qū)煤與瓦斯共采成本研究＊

許家林1鄭愛華2

(1.中國礦業(yè)大學煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,江蘇省徐州市,221008; 2.中國礦業(yè)大學管理學院,江蘇省徐州市,221008)

采用實地調(diào)研和作業(yè)成本管理方法,對陽泉礦區(qū)煤與瓦斯共采成本進行了分析評價。陽泉礦區(qū)三礦、五礦的卸壓瓦斯開采成本比較分析表明,瓦斯抽采成本受抽采方式及礦井已開采年限等方面的影響顯著,陽泉礦區(qū)走向高抽巷卸壓瓦斯開采成本為0.2～0.4元/m3。

作業(yè)成本管理 煤與瓦斯共采 綠色開采 經(jīng)濟評價

AbstractThe co-mining costs of coal and methane gas in Yangquan M ining A rea are analyzed and evaluated by meansof field investigation and operation cost control.It is show n that the division of operation motivations is critical to the accurate calculation of the operation costs. Based upon the analysisof mining costsof methane gas under reduced p ressure in No.3 M ine and No.5 M ine of Yangquan M ining A rea,it is found that the facto rs such as w ay of extraction and the number of years themine has been in service impose obvious influence on extraction cost and the extraction cost ranges from 0.2～0.4 Yuan/m3fo r the methane gas of highly drained roadway under released p ressure of Yangquan M ining A rea.

Key wordsoperation cost control,co-mining of coal&methane gas,green mining,economical evaluation.

長期以來,礦井瓦斯被認為是煤礦生產(chǎn)的“頭號殺手”,所以,成功抽排礦井瓦斯是煤礦實現(xiàn)安全生產(chǎn)的首要前提。錢鳴高院士領導的課題組針對煤炭開采所造成的嚴重環(huán)境問題,從長遠發(fā)展的角度提出了煤礦綠色開采理念。煤與瓦斯共采作為綠色開采技術體系下的一個分支,就是將煤炭和同在于煤層中的瓦斯都作為礦井的資源共同開采,將以安全為目的的被動式瓦斯抽放轉(zhuǎn)變成以資源進行回收利用的主動式瓦斯抽采。

被動式抽放的瓦斯隨著煤炭的開采排放到大氣中,加劇了全球的溫室效應。而以資源進行回收利用的主動式開采,將瓦斯作為一種熱值高、低碳的新型潔凈能源。這不僅保障了煤礦的安全開采,減少了瓦斯資源的浪費,而且減輕對環(huán)境的污染,變廢為寶,有效地保護環(huán)境。我國瓦斯資源豐富,居世界第三,若能對瓦斯資源做到合理地開采利用,可以進一步改善我國能源結構,減少煤礦瓦斯災害并提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,改善礦區(qū)生存環(huán)境和提高生活質(zhì)量,促進礦區(qū)及周邊地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究采氣成本的意義

從礦井生產(chǎn)的模式以及產(chǎn)業(yè)鏈來講,礦井生產(chǎn)仍以煤炭開采為主,瓦斯開采多數(shù)只是出于安全生產(chǎn)的考慮,瓦斯尚未作為一種單獨的產(chǎn)品,更未產(chǎn)業(yè)化。盡管煤與瓦斯共采的技術體系已經(jīng)提出,但由于缺乏技術與經(jīng)濟管理的結合,對于瓦斯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,依然存在著諸多制約因素。尤其是瓦斯開采利用經(jīng)濟評價的缺乏,致使瓦斯開采的經(jīng)濟性不明確、環(huán)境價值及瓦斯的資源價值得不到足夠的認識,還有清潔發(fā)展機制 (CDM)的綠色融資優(yōu)惠并未普惠企業(yè)。因此,開展瓦斯開采利用的經(jīng)濟評價研究,走技術與經(jīng)濟有機結合之路,是推進瓦斯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關鍵。而開采成本不僅是經(jīng)濟評價中最基本的數(shù)據(jù),也是經(jīng)濟評價的主要內(nèi)容。因此研究瓦斯采氣成本具有重要的理論意義和實踐意義。

1.1 理論意義

1.1.1 為全面開展瓦斯的經(jīng)濟評價提供基礎資料

目前瓦斯的開采成本尚未從原煤成本中剝離出來,這一方面使得開采瓦斯項目的經(jīng)濟評價面臨很大的困難,瓦斯開采的經(jīng)濟性不明確;另一方面,對于開采企業(yè)而言,未掌握其成本水平,對其成本管理和控制實為無稽之談。因此,研究瓦斯成本對其經(jīng)濟評價研究及開采企業(yè)成本管理意義重大。

1.1.2 為瓦斯開采成本構成、動因劃分以及影響因素分析奠定了基礎,搭建了經(jīng)濟評價的平臺

本文首次采用實地調(diào)研方法,深入陽泉礦區(qū),結合陽泉礦區(qū)卸壓式瓦斯開采的技術特點,將先進的作業(yè)成本管理 (ABM)植入其中。分析其作業(yè)流程,研究作業(yè)動因,構建作業(yè)成本庫,同時,剖析了開采技術、開采時間等成本影響因素。該研究不僅為瓦斯成本的剝離提供了思路,而且也為瓦斯開采成本研究奠定了基礎,同時也構建起基于作業(yè)成本管理的瓦斯經(jīng)濟評價平臺。

1.2 實踐意義

1.2.1 為歸集、剝離瓦斯成本提供可操作的平臺

我國對瓦斯的開采成本并沒有做過多的研究,而是將其成本直接計入了原煤生產(chǎn)成本,使其成為一種副產(chǎn)品。本文的關鍵就是根據(jù)瓦斯的開采動因,將有關瓦斯的開采成本從原煤生產(chǎn)成本中剝離出來,將其作為一種獨立的產(chǎn)品來考核它的經(jīng)濟價值,這為煤炭企業(yè)在實際中計算瓦斯成本提供了具有可操作性的平臺,同時也為將來煤炭企業(yè)加強成本管理,指導瓦斯的開發(fā)利用提供了重要借鑒。

1.2.2 為政府制定相關產(chǎn)業(yè)政策提供依據(jù)

瓦斯開發(fā)所需要的投資大、技術難度高、風險度高,需要國家的扶持和幫助。在政府制定相關產(chǎn)業(yè)政策時,依據(jù)瓦斯開采成本實際,制定有針對性的政策,不僅能更好發(fā)揮政策的激勵性,而且使政策能夠做到有的放矢。

2 卸壓式瓦斯開采方式

我國煤礦瓦斯的抽采主要有兩種方式:一種是煤層采前預抽,就是指煤層在未開采前,利用煤層自身原有的滲透率進行瓦斯抽采,該方式適應于透氣性好、滲透率高的煤層;另一種是采動卸壓抽放,就是指煤層開采引起巖層移動,通過煤巖體應力卸壓,將滲透率很低煤層的滲透率增大數(shù)十倍至數(shù)百倍,同時在煤巖體內(nèi)產(chǎn)生采動裂隙,這就為瓦斯運移和開采創(chuàng)造了條件。我國70%以上煤層為較難抽放的,所以,卸壓式瓦斯抽采是我國瓦斯開采的重要途徑。

圖1 卸壓式瓦斯開采示意圖

陽泉礦區(qū)瓦斯抽采采用卸壓式開采方式,其開采工藝見圖1。所謂卸壓式開采方式就是在煤層上的巖層中間先開一條高抽巷,在采煤的過程中,隨著工作面的推進,巖層運動過程中會釋放大量的瓦斯,通過高抽巷使巖層中富含的瓦斯得以聚集,再通過泵站的泵加壓,使瓦斯通過抽采管路到達地面而非采煤工作面,以保證生產(chǎn)的正常進行,從而高效、安全地開采煤炭和瓦斯。

3 基于作業(yè)成本管理的瓦斯開采成本研究

3.1 作業(yè)成本管理的含義

作業(yè)成本管理 (ABM)是現(xiàn)代企業(yè)的一種新型管理理念,是作業(yè)成本法的一個擴展和深入。它以作業(yè)成本為成本計量手段,通過深入到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理過程的作業(yè)層次,把產(chǎn)品成本經(jīng)由作業(yè)同資源消耗直接聯(lián)系起來,即產(chǎn)品由一系列的作業(yè)完成,完成產(chǎn)品的作業(yè)消耗的資源構成產(chǎn)品的成本,從而揭示了成本形成的內(nèi)在機制,并最終把企業(yè)管理活動和成本控制有機地結合在一起,為提高管理效率,增強企業(yè)競爭能力提供了科學的方法。

3.2 卸壓式瓦斯開采成本分析研究

瓦斯卸壓式開采的工藝流程如圖1所示,瓦斯首先通過巖層運動匯集到高抽巷中,再經(jīng)過抽采管線抽到泵站,至此,就完成了瓦斯從地下到地面的開采過程。即開采流程為:高抽巷→抽采管路→泵站。

本文僅研究瓦斯從地下開采到地面泵站的所有成本和費用,即開采成本。

3.2.1 作業(yè)動因的構成

高抽巷掘進成本、管線的鋪設成本、抽采大隊的運行成本以及地面泵站的運行成本構成了瓦斯開采的成本。瓦斯的開采是多步驟的,故而應將開采成本的作業(yè)在不同的成本庫中予以歸集。為此,可將瓦斯的開采過程劃分為高抽巷掘進成本、管線鋪設成本、抽采大隊成本和泵站成本4個作業(yè)動因庫。作業(yè)動因分別為高抽巷的掘進進尺、管線的鋪設長度、抽采大隊的抽采量以及泵站的運行時間。具體的瓦斯開采作業(yè)動因構成見圖2。

圖2 瓦斯開采的作業(yè)動因構成

這種成本的搜集、計算方法僅適用于卸壓式開采方式。

3.2.2 作業(yè)成本的構成

在每項作業(yè)中具體包括哪些成本項目,是我們在現(xiàn)場搜集的重要資料,也是我們進行經(jīng)濟評價的必要資料。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研,將瓦斯的開采成本按照作業(yè)程序從原煤成本中逐一剝離出來。

(1)高抽巷掘進成本。高抽巷的掘進成本主要包括進尺數(shù) (每建設1 m高抽巷所需資金)、材料費、人員工資、福利費、折舊、電力費、修理費、租賃費和其他支出等主要成本要素。

(2)管線成本。管線成本主要是指完善和改造礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)與抽放系統(tǒng)的支出,包括管線鋪設時的材料費、人工費等,還有管線日常的維修費、折舊費等。

(3)抽采大隊運行成本。抽采大隊的運行成本主要包括材料費、人員工資、福利費、電力費、折舊費和其他支出,其中,材料項目明細有木材、支護用品、火工用品、大型材料、配件、專用工具、自用煤、勞保用品、建工材料、油脂、乳化液及其他材料。

(4)地面泵站運行成本。其運行成本主要包括材料、人員工資、福利費、折舊、電力、修理費、管線投入和其他支出。

另外,還搜集了全礦瓦斯抽采量,噸煤瓦斯含量,泵站泵的數(shù)量、功率及年平均工時等相關資料,為進一步的研究提供數(shù)據(jù)支持。

4 陽泉礦區(qū)卸壓式瓦斯抽采成本的實地研究

4.1 陽泉礦區(qū)卸壓式開采成本構成

根據(jù)作業(yè)動因的原理,按照原煤成本表中成本項目的明細,將陽煤集團三礦和五礦的瓦斯開采成本從原煤成本中剝離出來,結果見表1。

由表1可以看出,三礦各年抽采單位成本及抽采量波動均較大,瓦斯抽采單位成本從2005年的0.395元降到了2006年的0.2279元,而在2007年又漲到了0.4286元,單位成本很不穩(wěn)定。觀察每個成本庫,可以看到,從2005～2006年,泵站成本和管線成本上升較大,而抽采大隊成本下降明顯,另外,導致抽采單位成本變化的另一主要原因是抽采量的差異,2006年的抽采量是2005年的2.6倍,導致了2005年的瓦斯抽采單位成本幾乎是2006年的2倍。而導致礦井瓦斯抽采單位成本由2006年為0.23元,漲到了2007年的0.43元的主要原因是高抽巷成本由2006年的860.22萬元上升到了2007年的1715.35萬元,成本翻了一倍;另一個較大的因素是管線成本,從 2006年的743.19萬元上升到了2007年的1078.93萬元;另外,在成本劇增的條件下,該礦瓦斯抽采量不但沒有增加,反而下降了11.5%,最終致使瓦斯單位成本上漲了0.2元。

由表1可知,五礦各年的數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定,各個成本庫構成波動不大,另外,瓦斯抽采量也很穩(wěn)定,所以礦井瓦斯抽采單位成本穩(wěn)定在0.22元左右?？梢?這個新興礦井的運作還是非常穩(wěn)定的。

表1 三礦、五礦實際成本構成表

4.2 影響因素分析

在同一個集團下,具有相同的政策環(huán)境,且采用相同的開采方式,但三礦的單位成本幾乎是五礦的2倍,通過進一步的分析、調(diào)查、研究,發(fā)現(xiàn)引起差異的主要原因有兩個:一是礦井已開采年限不同;二是先前的采煤工藝不同。

4.2.1 時間因素引起的差異

三礦是一個建礦近60年的老礦井,礦井井田面積86.2 km2,地質(zhì)儲量2.23億 t,可采儲量1.33億t,累計生產(chǎn)煤炭1.69億t,對于這個超齡服役的衰老礦井而言,其開采難度大,煤炭產(chǎn)量低,那么卸壓式開采的瓦斯產(chǎn)量就會隨之降低,有關資料顯示,三礦3年平均的噸煤瓦斯抽采量僅為11.55 m3/t;而五礦是1984年建礦的,只有20多年的開采歷史,礦井井田面積80.2 km2,可采儲量4.63億t,對于這個處于成熟期的礦井而言,其開采較為容易,且抽采量大,3年平均的噸煤瓦斯抽采量為28.89 m3/t。三礦的噸煤瓦斯抽采量已遠不如五礦,僅為五礦的三分之一左右。因此,對于三礦這個衰老礦井而言,瓦斯的抽采難度加大,抽采量低,最終導致了瓦斯的單位成本高。

4.2.2 技術因素引起的差異

導致差異產(chǎn)生的另一因素就是先前的采煤工藝帶來的影響。對于三礦這個衰老礦井而言,以前采煤所采用的是自上而下的開采方式,即先從離地面最近的煤層開始開采,逐漸向下,對于這個建礦有近60年的礦井而言,現(xiàn)在的工作面在較深的位置,而在采較深的煤層時,上面巖層中富含的瓦斯已經(jīng)在上面煤層的開采過程中大量釋放,所以噸煤瓦斯抽采量較小,單位成本較高;而五礦作為新興的礦井則恰恰相反,它采取的是自下而上的開采方式,即在下面煤層的采動過程中,上面的巖層會釋放出大量的瓦斯,而五礦又處在礦井的興盛時期,因此,五礦的開采過程中會釋放大量的瓦斯,致使噸煤瓦斯抽采量較大,而單位成本較低。

通過上述分析發(fā)現(xiàn):瓦斯開采成本構成與作業(yè)成本動因關系密切,作業(yè)動因的劃分是其成本準確計量的關鍵。通過對陽泉礦區(qū)三礦、五礦的成本比較分析,發(fā)現(xiàn)瓦斯抽采成本受抽采方式、抽采技術以及礦井已開采年限等方面的影響顯著。

5 結束語

本文基于陽泉礦區(qū)卸壓式瓦斯抽采,首次對瓦斯開采成本深入實地調(diào)研獲取資料,并植入作業(yè)成本管理理念,進行瓦斯開采成本研究,填補了瓦斯項目經(jīng)濟成本研究的空白。通過分析,掌握了目前瓦斯開采成本的水平,并分析了技術因素和時間因素對開采成本的影響,為其他煤炭企業(yè)瓦斯開發(fā)利用的成本研究提供了借鑒意義。但值得注意的是,我國瓦斯的抽采方式是多樣的,它的開采成本會由于開采工藝的不同而不同,成本要素的核算要符合成本動因的需求。

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Cost study on co-m in ing of coal&methane gas in Yangquan m in ing area

Xu Jialin1,Zheng Aihua2
(1.The State Key Lab for Coal Resources&Safe Mining,China University of Mining&Technology, Xuzhou,Jiangsu Province 221008,China; 2.College of Management.,China University of Mining&Technology,Xuzhou,Jiangsu Province 221008,China)

A

許家林 (1966-),男,教授、博士生導師,從事巖層移動與綠色開采方面的研究。

(責任編輯 梁子榮)

國家自然科學基金重點項目(50834005);“煤炭資源與安全開采”國家重點實驗室資助課題 (SKLCRSM 08X05)