常兴煤矿3107工作面充填复采经济可行性分析

闫泽胜，李龙清，高晓旭，李世芳，刘 欢，王恒荣

(西安科技大学能源学院，陕西 西安 710054)

0 引 言

针对陕北浅埋煤层开采过程中出现的一系列环境问题，提出了保水开采[1-2]。对此许多学者做了大量的研究并取得突破性进展[3-8]。2005年榆阳矿区十余处矿井采用限高和条带开采的保水技术方案并取得了成功，但是条带开采遗留了大量的煤柱，导致采出率低下，浪费了大量的煤炭资源，随着时间的推移采空区煤柱将可能发生自燃，政府和企业每年将花费大量金钱和精力进行治理[9]。同时，条带煤柱经过长时间的受载及蠕变，条带煤柱将会破坏失稳，诱发地表坍塌，造成不可估量的损失[10]。随着国内煤炭价格的持续回暖，国家政策方面的鼓励以及部分地方煤矿资源枯竭的现实情况，采空区条带煤柱回收提上了日程。传统开采方法在煤柱回收过程中，存在采场超前煤柱被剪坏和压坏的问题，因此解决好在煤柱回收过程中采场超前煤柱稳定性问题十分重要。试验研究表明充填开采是解决复采遗留煤柱的有效方法，对于传统老矿区安全高效地开采具有重要意义[11]。但是充填开采工艺复杂、成本高，面临成本效益失衡问题[12-13]。陕北浅埋煤层的特殊性，要求充填体材料拥有足够高的强度，加大了充填成本，使得采空区充填复采项目投资风险增大，因此需要对项目的投资与产出问题进行科学合理的分析与评价。

本文以榆林市榆阳区常兴煤矿3107工作面充填复采项目为例，对项目投资成本进行分析，用净现金流量法评价该项目的经济可行性，分析净现值、内部收益率对各影响因素的敏感性，并提出改善经济效益的建议，为充填复采项目的投资决策、管理提供依据。

1 项目概况

常兴煤矿位于榆林城东北约15 km处常家梁村，属于保水开采区域。 3107工作面位于井田东北部，煤层平均倾角0.5°，平均厚度5.35 m左右。3107工作面开采面积276 150 m2，地质储量193.5万t，设计回采率56%，可采储量108.36万t。3107工作面采用条带于2018年3月开采完毕，遗留条带采空区101个，尺寸为长×宽×高=150 m×10 m×4.55 m；遗留条带煤柱100个，各条带煤柱尺寸为长×宽×高=150 m×8 m×4.55 m，遗留条带煤柱可复采储量约70万t。

2 投资成本分析

2.1 投资分析

常兴煤矿充填复采项目建设中的投资包括土建工程、设备及安装工程、井巷工程及其他费用的总投资。投资费用见表1。

表1 投资费用表Table 1 Investment costs

2.2 成本分析

成本费用估算根据《煤炭工业建设项目经济评价方法与参数》及矿区实际，结合新的财务制度规定和类似矿井实际成本进行估算。充填系统建成后，充填复采实施过程中增加的充填费用主要包括充填材料费用(C1)、动力费(C2)、职工薪酬(C3)、修理费(C4)、其他费用(C5)以及采煤生产经营成本(C6)。则成本费用(c)的计算见式(1)

(1)

1) 充填材料费。按年充填45万m3充填体计算，则充填材料的年消耗量、单价及费用见表2，整个充填材料费用为4 954.5万元。

表2 常兴煤矿充填材料费用概算Table 2 Estimation of the cost of filling materialsin Changxing coal mine

2) 充填动力费。设备总功率为1 200 kW，电费为0.6元/kW·h，负荷系数取0.8，充填量为129.9 m3/h，则充填体的电费为0.6×0.8×1 200/129.9=4.43元/m3；年充填量为45万m3，则年电费消耗为199.35万元。

3) 职工薪酬。 职工薪酬按三班制计算，地面充填人员24人，井下20人，人均收入5 000元/月，1年按充填10个月计，则年职工薪酬消耗为220万元。

4) 修理费。根据设备及其安装工程固定资产原值按提存率计算，设备的提存率为2.5%。

5) 其他费用。不可预计费用100万元/a，其中包含设备损件消耗、日常维护费、车辆油费等。

6) 采煤生产经营成本。根据矿方提供数据为2 079.95万元。

7) 充填总费用。根据式(1)计算充填总费用为7 614.64万元。

8) 3107工作面充填整体吨煤成本(c′)，其计算见式(2)。

(2)

式中,Q为工作面年产量，26万t/a。

根据式(2)得充填工作面整体成本为292.87元。3107工作面充填生产原煤设计成本估算见表3；吨煤生产成本构成见图1。

表3 3107工作面充填生产原煤设计成本汇总Table 3 Summary of design cost of raw coal for3107 working face filling production

图1 吨煤生产成本构成Fig.1 Cost structure of tons of coal production

3 财务分析

3.1 现金流量表

现金流量表，见表4。

表4 现金流量表Table 4 Cash flow statement

3.2 指标选取

通过对充填开采的了解，以及对市场、环境、技术方案的充分调查，本文选取财务净现值(FNPV)、静态投资回收期(Pt)、财务内部收益率(FIRR)三个指标对充填复采项目进行财务分析。

3.3 财务净现值分析

财务净现值计算公式见式(3)。

(3)

式中：CI为现金流入量，万元；CO为现金流出量，万元；(CI-CO)t为第t年的净现金流量，万元；IC为矿井基准收益率，税前10%，税后8%；n为计算期，本文取11 a。

本文的基准收益率采用国家主管部门发布的行业基准收益率，是企业或者行业以动态的观点所确定的可接受的投资方案最低标准的收益水平。根据式(3)计算出项目财务净现值为6 905.56万元，财务净现值大于0，该项目是可以考虑接受的。同时该充填复采项目达到设计生产能力后投资利润率达到35.26%。

3.4 投资回收期分析

投资回收期根据现金流量表中累计净现金流量求得，计算见式(4)。

(4)

式中，T0为累计净现金流量开始出现正值年份。

根据式(4)求得充填复采项目的投资回收期为4.36 a，小于同类行业基准回收期7.5 a，表明项目投资能在规定的时间内回收，项目在财务上可以考虑接受。

3.5 财务内部收益率分析

财务内部收益率计算见式(5)。

(5)

式中：CI为现金流入量；CO为现金流出量；为第t年的净现金流量；t为计算期。

由式(5)计算得FIRR(32.67%)>i0(基准收益率8%)，故该项目可接受。

4 风险及不确定性分析

本文采用盈亏平衡分析和敏感性分析两种分析方法对该投资项目进行分析研究。

4.1 盈亏平衡分析

根据正常生产年份或平均年产量、成本数据、销售税金等进行计算，见式(6)。

(6)

式中：u为盈亏平衡点(生产能力利用率)；P为产品单价；Cf为固定成本；Cv为可变成本。

本项目盈亏平衡点(生产能力利用率)=63.2%，即该项目只要达到设计规模的63.2%，也就是年产量达到16.43万t/a，企业就可以保本，适应市场变化等能力很强，项目风险较小。

4.2 敏感性分析

本项目对投资、售价、产量、经营成本做了以5%为幅度在-10%～+10%范围内的单因素变化的敏感性分析。根据求得数值绘制敏感性分析图，见图2。由图2可知，售价为最敏感性因素，其次为产量、投资、成本。在所有测算条件下，项目均具有较好的财务效益，项目具有很强的抗风险能力。

图2 敏感性分析Fig.2 Sensitivity analysis

5 结 论

1) 在吨煤成本中占比最大是材料费(63.54%)和采煤生产经营成本(26.67%)，两者合计占比达到了90%以上。在未来应加大充填材料的研发力度，降低企业生产经营费用，以应对未来市场的价格上涨，获得更大利润。

2) 经财务分析得到充填复采项目投资回收期为4.36 a，小于行业基准投资回收期7.5 a；财务内部收益率32.67%，大于行业基准收益率8%；净现值为6 905.56万元。结果表明项目投资回收期合理，具有财务盈利能力，以8%的基准收益率等来衡量，该项目在财务可行。

3) 通过不确定性分析，得到充填复采项目盈亏平衡点为63.2%，即年产量达到16.43万t/a时即可实现盈利，项目风险小；通过敏感性分析知售价为最敏感因素，在未来应关注市场价格变动，及时调整相应对策。