煤礦經(jīng)濟(jì)合理設(shè)計(jì)規(guī)模的探討

康建國(guó)

（神華神東煤炭集團(tuán)公司，陜西省神木縣，719300）

1 概述

煤礦設(shè)計(jì)規(guī)模（設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力）即煤礦年生產(chǎn)煤炭的總噸數(shù)，是指一處具有獨(dú)立完整生產(chǎn)系統(tǒng)的煤礦各生產(chǎn)系統(tǒng)（環(huán)節(jié)）所具備的煤炭綜合生產(chǎn)能力，以萬(wàn)噸／年為計(jì)量單位。煤礦設(shè)計(jì)服務(wù)年限指以設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力組織生產(chǎn)所能服務(wù)的年限。按照國(guó)家關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)的規(guī)定和規(guī)范，煤礦（新建、改擴(kuò)建和技術(shù)改造項(xiàng)目）設(shè)計(jì)規(guī)模由具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位綜合礦井資源條件、開采技術(shù)和裝備水平等因素合理確定；煤炭行業(yè)管理部門應(yīng)當(dāng)依據(jù)國(guó)家關(guān)于煤礦基本建設(shè)程序的規(guī)定，對(duì)煤礦初步設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，確定煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力；對(duì)不符合國(guó)家關(guān)于煤礦初步設(shè)計(jì)規(guī)定和規(guī)范的，不予通過(guò)。

礦井與水平服務(wù)年限計(jì)算公式如下：

式中：T——設(shè)計(jì)計(jì)算服務(wù)年限，年；

ZM——可采儲(chǔ)量，萬(wàn)t；

A——年產(chǎn)量，萬(wàn)t／a，A在實(shí)際生產(chǎn)中亦不是一個(gè)確定的數(shù)；

K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，宜采用1.3～1.5。

隨著煤礦開采技術(shù)裝備與管理水平大幅度提高，煤礦新建、改擴(kuò)建和技術(shù)改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)中規(guī)模與服務(wù)年限確定時(shí)與現(xiàn)行的煤礦設(shè)計(jì)規(guī)定和規(guī)范之間的問(wèn)題越來(lái)越突顯。煤礦設(shè)計(jì)投產(chǎn)或達(dá)產(chǎn)規(guī)模小時(shí)，其設(shè)計(jì)規(guī)模與服務(wù)年限基本能符合規(guī)范要求，而當(dāng)投產(chǎn)或達(dá)產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，按現(xiàn)常規(guī)計(jì)算服務(wù)年限的方法得出的服務(wù)年限不符合規(guī)范，相應(yīng)煤礦項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)批核準(zhǔn)時(shí)也存在不便執(zhí)行的問(wèn)題。本文對(duì)煤礦設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)模與服務(wù)年限確定中的一些問(wèn)題進(jìn)行了論述，闡述了一些筆者的看法。

2 設(shè)計(jì)規(guī)模的確定

煤礦設(shè)計(jì)工作面對(duì)的是在礦井資源條件、開采技術(shù)條件、管理水平、市場(chǎng)條件、人員技術(shù)素質(zhì)等已給定的情況下，確定設(shè)計(jì)規(guī)模的問(wèn)題，因此需處理好設(shè)計(jì)規(guī)模與裝備水平、生產(chǎn)組織接續(xù)、經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，同時(shí)要符合相應(yīng)的煤炭設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定。

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，無(wú)論是企業(yè)還是國(guó)家更關(guān)心經(jīng)濟(jì)效益好壞的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益與煤礦設(shè)計(jì)規(guī)模、服務(wù)年限相互影響、制約，因此在煤礦設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)規(guī)模的確定工作往往陷入兩難境地。下面主要從裝備水平、經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)組織接續(xù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)模的影響進(jìn)行分析說(shuō)明。

2.1 裝備水平

近年煤炭生產(chǎn)成套設(shè)備裝備技術(shù)取得重大發(fā)展，7m一次采全高長(zhǎng)壁綜采成套設(shè)備裝備技術(shù)在神華神東礦區(qū)成功投入生產(chǎn)，單套綜采成套設(shè)備年生產(chǎn)能力在1200萬(wàn)t以上；6.3m一次采全高長(zhǎng)壁綜采成套設(shè)備裝備技術(shù)在神東礦區(qū)已成熟推廣使用；6.3m以下一次采全高長(zhǎng)壁綜采成套設(shè)備裝備技術(shù)的應(yīng)用在神東已成歷史。長(zhǎng)壁綜采成套設(shè)備裝備的生產(chǎn)能力（按照成套設(shè)備裝備中支架高度作分類標(biāo)志）見表1。

表1 長(zhǎng)壁綜采成套設(shè)備裝備的生產(chǎn)能力

2.2 生產(chǎn)組織接續(xù)

礦井煤層賦存狀況較復(fù)雜，往往是在一個(gè)井田內(nèi)煤層賦存條件較好（煤層厚度較厚、賦存穩(wěn)定、頂?shù)装鍡l件好、瓦斯低）的與賦存條件較差（煤層薄、賦存不穩(wěn)定）的相互并存。煤層賦存條件較好的煤層層數(shù)、面積與煤層賦存條件較差的煤層層數(shù)、面積沒(méi)有規(guī)律，其煤層儲(chǔ)量相差較大。對(duì)于賦存條件好的煤層遠(yuǎn)多于賦存條件差的煤層，其礦井生產(chǎn)組織接續(xù)、設(shè)計(jì)規(guī)模的確定相對(duì)較易；而對(duì)于賦存條件好的煤層與賦存條件差的煤層相當(dāng)，且分布無(wú)序，則礦井生產(chǎn)接續(xù)組織較難。

從采掘裝備水平來(lái)看，在條件適宜時(shí)，一套長(zhǎng)壁綜采設(shè)備可實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)噸特大型煤礦生產(chǎn)需求。煤層賦存條件的復(fù)雜性，必然會(huì)在礦井生產(chǎn)服務(wù)期內(nèi)存在，一個(gè)時(shí)期單水平單采區(qū)裝備1套綜采工作面生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)t／a左右的產(chǎn)量，而另一個(gè)時(shí)期多水平、多采區(qū)裝備4～7套綜采其生產(chǎn)能力方可實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)t／a。

為了保證安全生產(chǎn)、便于礦井生產(chǎn)接續(xù)安排及管理、提高資源回收率、不丟煤、實(shí)現(xiàn)采掘平衡，煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范及安全規(guī)程對(duì)礦井生產(chǎn)能力、采掘工作面裝備、生產(chǎn)組織接續(xù)規(guī)定如下：新建礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)進(jìn)行第一開采水平或不小于20年配產(chǎn)；新建和擴(kuò)建礦井配產(chǎn)，均應(yīng)符合合理開采程序，厚、薄煤層及不同煤質(zhì)煤層合理搭配回采，不應(yīng)采厚丟?。煌瑫r(shí)生產(chǎn)的采區(qū)數(shù)及采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的工作面?zhèn)€數(shù)，礦井同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)，應(yīng)體現(xiàn)采區(qū)合理集中生產(chǎn)和保證采區(qū)正常接替的原則，一般不宜超過(guò)3個(gè)，條件適宜時(shí)可考慮一礦一區(qū)一面；采區(qū)內(nèi)同時(shí)生產(chǎn)的采煤工作面?zhèn)€數(shù)，應(yīng)體現(xiàn)工作面合理集中生產(chǎn)和保證工作面正常接替的原則，綜合機(jī)械化裝備的采區(qū)，同時(shí)生產(chǎn)的綜采工作面宜為1個(gè)，條件適宜的盤區(qū)可布置2個(gè)綜采工作面；1個(gè)采區(qū)內(nèi)同一煤層的一翼最多只能布置1個(gè)回采工作面和2個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)；1個(gè)采區(qū)內(nèi)同一煤層雙翼開采或多煤層開采的，該采區(qū)最多只能布置2個(gè)回采工作面和4個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)；嚴(yán)禁在采煤工作面范圍內(nèi)再布置另一采煤工作面同時(shí)作業(yè)。

根據(jù)規(guī)定及規(guī)范，設(shè)計(jì)應(yīng)在符合其要求、煤層條件適宜的情況下優(yōu)先選擇裝備單套綜合機(jī)械化工作面，而不是采用多套去回采條件差的煤層，對(duì)厚煤層采用分層開采，降低單套綜采的能力。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求或國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，是確定煤礦設(shè)計(jì)規(guī)模的前提，有市場(chǎng)才有經(jīng)濟(jì)效益，而在市場(chǎng)確定的情況下，礦井設(shè)計(jì)規(guī)模的經(jīng)濟(jì)合理則主要指噸煤基建投資少、建設(shè)周期和達(dá)產(chǎn)時(shí)間短、噸煤生產(chǎn)費(fèi)用低、利潤(rùn)高、投資回收期短等，即在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，要保證最少投入，獲得最大的產(chǎn)出和效益。

為此，設(shè)計(jì)應(yīng)努力減少井巷工程量、改進(jìn)開拓部署、多做煤巷，縮短井巷貫通距離，依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，積極采用先進(jìn)工藝、技術(shù)、設(shè)備和材料實(shí)現(xiàn)少投入、高產(chǎn)高效，只有實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效才可以實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)營(yíng)和高收益。單產(chǎn)高了，同樣規(guī)模，裝備的綜采設(shè)備的數(shù)量少了，配套設(shè)備少了、礦井定員少了，井上下工程量少了，基建投資才可合理地少，建設(shè)周期和達(dá)產(chǎn)時(shí)間方可短，噸煤生產(chǎn)費(fèi)用才能低，投資回收期才能短；若單套綜采可實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)量，利用多套實(shí)現(xiàn)，則不夠經(jīng)濟(jì)不夠合理。

3 解除投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)規(guī)模較大的顧慮

若煤礦設(shè)計(jì)投產(chǎn)或達(dá)產(chǎn)規(guī)模較大，煤礦相應(yīng)的一些生產(chǎn)系統(tǒng)能力較大，而達(dá)產(chǎn)規(guī)模保持一段時(shí)間后，不考慮其它因素，由于礦井煤層條件、采場(chǎng)條件等發(fā)生變化，在滿足規(guī)范、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，通過(guò)增加開拓水平、準(zhǔn)備盤區(qū)、采掘工作面數(shù)量尚不能保證（設(shè)計(jì)達(dá)產(chǎn)規(guī)模）產(chǎn)量穩(wěn)定時(shí)，礦井需要降低生產(chǎn)規(guī)模，是否會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施閑置浪費(fèi)、煤炭產(chǎn)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)監(jiān)管難度加大、生產(chǎn)系統(tǒng)“大馬拉小車”等問(wèn)題，筆者認(rèn)為這些問(wèn)題已不是制約因素，況且隨著信息化管理手段的進(jìn)步、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度的成熟、設(shè)備裝備控制技術(shù)的進(jìn)步、煤礦企業(yè)辦社會(huì)職能的剝離深化，企業(yè)管理水平的提高，生產(chǎn)規(guī)模更不成為制約因素。

3.1 合理確定設(shè)計(jì)投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)規(guī)模保持時(shí)間

目前礦井的投資回收期一般在10年左右，若控制其設(shè)計(jì)投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)規(guī)模服務(wù)年限超過(guò)投資回收期，則其投資已收回，國(guó)家和投資者利益便有了保證。

3.2 深化煤礦企業(yè)辦社會(huì)職能的改革

企業(yè)辦社會(huì)職能弱化后，企業(yè)建設(shè)主要集中在生產(chǎn)方面，而與生產(chǎn)無(wú)直接關(guān)系的職工福利設(shè)施等的建設(shè)由社會(huì)集中建設(shè)，另外企業(yè)設(shè)備的維修、物資供應(yīng)等集中建設(shè)，均不會(huì)因某個(gè)礦井產(chǎn)量人員的增減而增加投資或設(shè)施閑置浪費(fèi)。生產(chǎn)方面的一些設(shè)施可根據(jù)需要做他用，畢竟此方面的設(shè)施要少得多。礦務(wù)工程中除井筒水平大巷等開拓巷道服務(wù)范圍大、年限相對(duì)較長(zhǎng)外，其它準(zhǔn)備回采巷道均服務(wù)某一個(gè)采區(qū)或工作面，而該工作面或采區(qū)回采結(jié)束后，其亦報(bào)廢，因此更無(wú)多少浪費(fèi)。

3.3 采用先進(jìn)、節(jié)能的變頻控制系統(tǒng)及設(shè)備調(diào)劑使用

礦井規(guī)模降低后，存在部分系統(tǒng)如主提升系統(tǒng)、地面生產(chǎn)系統(tǒng)能力偏大的“大馬拉小車”現(xiàn)象，此現(xiàn)象通過(guò)采用變頻控制系統(tǒng)，可有效降低能耗；運(yùn)輸系統(tǒng)降速運(yùn)行，其他系統(tǒng)可單系統(tǒng)運(yùn)行，或?qū)⒉糠衷O(shè)備調(diào)劑到其它煤礦使用；地面生產(chǎn)系統(tǒng)可增加外來(lái)煤（非本礦井主井口出的煤）的量，提高地面生產(chǎn)系統(tǒng)的效益。根據(jù)神東設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)，降速降能運(yùn)行后，設(shè)備的故障率降低、維護(hù)費(fèi)用降低；另外礦井生產(chǎn)一段時(shí)間后，部分設(shè)備亦到了報(bào)廢期；部分設(shè)備的服務(wù)年限反而加長(zhǎng)。

3.4 煤炭產(chǎn)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)監(jiān)管難度加大

煤炭供給穩(wěn)定與否，不是某一個(gè)或幾個(gè)礦井產(chǎn)量所能影響的，主要受國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)的影響。隨著信息化管理手段的進(jìn)步，信息傳遞分析的速度更快、更準(zhǔn)確，企業(yè)及時(shí)上傳礦井產(chǎn)量變化規(guī)劃，生產(chǎn)監(jiān)管部門及時(shí)掌握信息，分析數(shù)據(jù)，利用信息分析結(jié)論從整體上對(duì)煤礦（新建、改擴(kuò)建和技術(shù)改造項(xiàng)目）數(shù)量或產(chǎn)能項(xiàng)目、規(guī)模的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)煤炭供給的穩(wěn)定和安全，實(shí)現(xiàn)高效科學(xué)的生產(chǎn)監(jiān)管。

4 結(jié)論

煤礦設(shè)計(jì)時(shí)綜合資源條件、開采技術(shù)條件、裝備水平、生產(chǎn)組織接續(xù)、市場(chǎng)條件、經(jīng)濟(jì)效益等因素，并考慮企業(yè)管理水平、人員技術(shù)素質(zhì)等因素，可以分時(shí)期確定煤礦設(shè)計(jì)規(guī)模，設(shè)計(jì)服務(wù)年限采用分時(shí)期服務(wù)年限之和進(jìn)行計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)模的經(jīng)濟(jì)合理。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度不斷完善、健全，規(guī)模與服務(wù)年限的關(guān)系理順，煤炭企業(yè)超能力生產(chǎn)的現(xiàn)相將不會(huì)存在，煤礦將量能力而生產(chǎn)，煤炭企業(yè)也將會(huì)安全、健康、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理地可持續(xù)發(fā)展。

［1］《煤礦安全規(guī)程》專家解讀編委會(huì).煤礦安全規(guī)程專家解讀（井工部分）［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006

［2］張榮立，何國(guó)緯，李鐸.采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社