閆澤勝，李龍清，高曉旭，李世芳，劉 歡，王恒榮

(西安科技大學(xué)能源學(xué)院，陜西 西安 710054)

0 引 言

針對陜北淺埋煤層開采過程中出現(xiàn)的一系列環(huán)境問題，提出了保水開采[1-2]。對此許多學(xué)者做了大量的研究并取得突破性進(jìn)展[3-8]。2005年榆陽礦區(qū)十余處礦井采用限高和條帶開采的保水技術(shù)方案并取得了成功，但是條帶開采遺留了大量的煤柱，導(dǎo)致采出率低下，浪費(fèi)了大量的煤炭資源，隨著時(shí)間的推移采空區(qū)煤柱將可能發(fā)生自燃，政府和企業(yè)每年將花費(fèi)大量金錢和精力進(jìn)行治理[9]。同時(shí)，條帶煤柱經(jīng)過長時(shí)間的受載及蠕變，條帶煤柱將會(huì)破壞失穩(wěn)，誘發(fā)地表坍塌，造成不可估量的損失[10]。隨著國內(nèi)煤炭價(jià)格的持續(xù)回暖，國家政策方面的鼓勵(lì)以及部分地方煤礦資源枯竭的現(xiàn)實(shí)情況，采空區(qū)條帶煤柱回收提上了日程。傳統(tǒng)開采方法在煤柱回收過程中，存在采場超前煤柱被剪壞和壓壞的問題，因此解決好在煤柱回收過程中采場超前煤柱穩(wěn)定性問題十分重要。試驗(yàn)研究表明充填開采是解決復(fù)采遺留煤柱的有效方法，對于傳統(tǒng)老礦區(qū)安全高效地開采具有重要意義[11]。但是充填開采工藝復(fù)雜、成本高，面臨成本效益失衡問題[12-13]。陜北淺埋煤層的特殊性，要求充填體材料擁有足夠高的強(qiáng)度，加大了充填成本，使得采空區(qū)充填復(fù)采項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)增大，因此需要對項(xiàng)目的投資與產(chǎn)出問題進(jìn)行科學(xué)合理的分析與評價(jià)。

本文以榆林市榆陽區(qū)常興煤礦3107工作面充填復(fù)采項(xiàng)目為例，對項(xiàng)目投資成本進(jìn)行分析，用凈現(xiàn)金流量法評價(jià)該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性，分析凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率對各影響因素的敏感性，并提出改善經(jīng)濟(jì)效益的建議，為充填復(fù)采項(xiàng)目的投資決策、管理提供依據(jù)。

1 項(xiàng)目概況

常興煤礦位于榆林城東北約15 km處常家梁村，屬于保水開采區(qū)域。 3107工作面位于井田東北部，煤層平均傾角0.5°，平均厚度5.35 m左右。3107工作面開采面積276 150 m2，地質(zhì)儲(chǔ)量193.5萬t，設(shè)計(jì)回采率56%，可采儲(chǔ)量108.36萬t。3107工作面采用條帶于2018年3月開采完畢，遺留條帶采空區(qū)101個(gè)，尺寸為長×寬×高=150 m×10 m×4.55 m；遺留條帶煤柱100個(gè)，各條帶煤柱尺寸為長×寬×高=150 m×8 m×4.55 m，遺留條帶煤柱可復(fù)采儲(chǔ)量約70萬t。

2 投資成本分析

2.1 投資分析

常興煤礦充填復(fù)采項(xiàng)目建設(shè)中的投資包括土建工程、設(shè)備及安裝工程、井巷工程及其他費(fèi)用的總投資。投資費(fèi)用見表1。

表1 投資費(fèi)用表Table 1 Investment costs

2.2 成本分析

成本費(fèi)用估算根據(jù)《煤炭工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法與參數(shù)》及礦區(qū)實(shí)際，結(jié)合新的財(cái)務(wù)制度規(guī)定和類似礦井實(shí)際成本進(jìn)行估算。充填系統(tǒng)建成后，充填復(fù)采實(shí)施過程中增加的充填費(fèi)用主要包括充填材料費(fèi)用(C1)、動(dòng)力費(fèi)(C2)、職工薪酬(C3)、修理費(fèi)(C4)、其他費(fèi)用(C5)以及采煤生產(chǎn)經(jīng)營成本(C6)。則成本費(fèi)用(c)的計(jì)算見式(1)

(1)

1) 充填材料費(fèi)。按年充填45萬m3充填體計(jì)算，則充填材料的年消耗量、單價(jià)及費(fèi)用見表2，整個(gè)充填材料費(fèi)用為4 954.5萬元。

表2 常興煤礦充填材料費(fèi)用概算Table 2 Estimation of the cost of filling materialsin Changxing coal mine

2) 充填動(dòng)力費(fèi)。設(shè)備總功率為1 200 kW，電費(fèi)為0.6元/kW·h，負(fù)荷系數(shù)取0.8，充填量為129.9 m3/h，則充填體的電費(fèi)為0.6×0.8×1 200/129.9=4.43元/m3；年充填量為45萬m3，則年電費(fèi)消耗為199.35萬元。

3) 職工薪酬。 職工薪酬按三班制計(jì)算，地面充填人員24人，井下20人，人均收入5 000元/月，1年按充填10個(gè)月計(jì)，則年職工薪酬消耗為220萬元。

4) 修理費(fèi)。根據(jù)設(shè)備及其安裝工程固定資產(chǎn)原值按提存率計(jì)算，設(shè)備的提存率為2.5%。

5) 其他費(fèi)用。不可預(yù)計(jì)費(fèi)用100萬元/a，其中包含設(shè)備損件消耗、日常維護(hù)費(fèi)、車輛油費(fèi)等。

6) 采煤生產(chǎn)經(jīng)營成本。根據(jù)礦方提供數(shù)據(jù)為2 079.95萬元。

7) 充填總費(fèi)用。根據(jù)式(1)計(jì)算充填總費(fèi)用為7 614.64萬元。

8) 3107工作面充填整體噸煤成本(c′)，其計(jì)算見式(2)。

(2)

式中,Q為工作面年產(chǎn)量，26萬t/a。

根據(jù)式(2)得充填工作面整體成本為292.87元。3107工作面充填生產(chǎn)原煤設(shè)計(jì)成本估算見表3；噸煤生產(chǎn)成本構(gòu)成見圖1。

表3 3107工作面充填生產(chǎn)原煤設(shè)計(jì)成本匯總Table 3 Summary of design cost of raw coal for3107 working face filling production

圖1 噸煤生產(chǎn)成本構(gòu)成Fig.1 Cost structure of tons of coal production

3 財(cái)務(wù)分析

3.1 現(xiàn)金流量表

現(xiàn)金流量表，見表4。

表4 現(xiàn)金流量表Table 4 Cash flow statement

3.2 指標(biāo)選取

通過對充填開采的了解，以及對市場、環(huán)境、技術(shù)方案的充分調(diào)查，本文選取財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(FNPV)、靜態(tài)投資回收期(Pt)、財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(FIRR)三個(gè)指標(biāo)對充填復(fù)采項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)務(wù)分析。

3.3 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值分析

財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值計(jì)算公式見式(3)。

(3)

式中：CI為現(xiàn)金流入量，萬元；CO為現(xiàn)金流出量，萬元；(CI-CO)t為第t年的凈現(xiàn)金流量，萬元；IC為礦井基準(zhǔn)收益率，稅前10%，稅后8%；n為計(jì)算期，本文取11 a。

本文的基準(zhǔn)收益率采用國家主管部門發(fā)布的行業(yè)基準(zhǔn)收益率，是企業(yè)或者行業(yè)以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)所確定的可接受的投資方案最低標(biāo)準(zhǔn)的收益水平。根據(jù)式(3)計(jì)算出項(xiàng)目財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為6 905.56萬元，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值大于0，該項(xiàng)目是可以考慮接受的。同時(shí)該充填復(fù)采項(xiàng)目達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力后投資利潤率達(dá)到35.26%。

3.4 投資回收期分析

投資回收期根據(jù)現(xiàn)金流量表中累計(jì)凈現(xiàn)金流量求得，計(jì)算見式(4)。

(4)

式中，T0為累計(jì)凈現(xiàn)金流量開始出現(xiàn)正值年份。

根據(jù)式(4)求得充填復(fù)采項(xiàng)目的投資回收期為4.36 a，小于同類行業(yè)基準(zhǔn)回收期7.5 a，表明項(xiàng)目投資能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回收，項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上可以考慮接受。

3.5 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率分析

財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率計(jì)算見式(5)。

(5)

式中：CI為現(xiàn)金流入量；CO為現(xiàn)金流出量；為第t年的凈現(xiàn)金流量；t為計(jì)算期。

由式(5)計(jì)算得FIRR(32.67%)>i0(基準(zhǔn)收益率8%)，故該項(xiàng)目可接受。

4 風(fēng)險(xiǎn)及不確定性分析

本文采用盈虧平衡分析和敏感性分析兩種分析方法對該投資項(xiàng)目進(jìn)行分析研究。

4.1 盈虧平衡分析

根據(jù)正常生產(chǎn)年份或平均年產(chǎn)量、成本數(shù)據(jù)、銷售稅金等進(jìn)行計(jì)算，見式(6)。

(6)

式中：u為盈虧平衡點(diǎn)(生產(chǎn)能力利用率)；P為產(chǎn)品單價(jià)；Cf為固定成本；Cv為可變成本。

本項(xiàng)目盈虧平衡點(diǎn)(生產(chǎn)能力利用率)=63.2%，即該項(xiàng)目只要達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的63.2%，也就是年產(chǎn)量達(dá)到16.43萬t/a，企業(yè)就可以保本，適應(yīng)市場變化等能力很強(qiáng)，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較小。

4.2 敏感性分析

本項(xiàng)目對投資、售價(jià)、產(chǎn)量、經(jīng)營成本做了以5%為幅度在-10%～+10%范圍內(nèi)的單因素變化的敏感性分析。根據(jù)求得數(shù)值繪制敏感性分析圖，見圖2。由圖2可知，售價(jià)為最敏感性因素，其次為產(chǎn)量、投資、成本。在所有測算條件下，項(xiàng)目均具有較好的財(cái)務(wù)效益，項(xiàng)目具有很強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

圖2 敏感性分析Fig.2 Sensitivity analysis

5 結(jié) 論

1) 在噸煤成本中占比最大是材料費(fèi)(63.54%)和采煤生產(chǎn)經(jīng)營成本(26.67%)，兩者合計(jì)占比達(dá)到了90%以上。在未來應(yīng)加大充填材料的研發(fā)力度，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用，以應(yīng)對未來市場的價(jià)格上漲，獲得更大利潤。

2) 經(jīng)財(cái)務(wù)分析得到充填復(fù)采項(xiàng)目投資回收期為4.36 a，小于行業(yè)基準(zhǔn)投資回收期7.5 a；財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率32.67%，大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率8%；凈現(xiàn)值為6 905.56萬元。結(jié)果表明項(xiàng)目投資回收期合理，具有財(cái)務(wù)盈利能力，以8%的基準(zhǔn)收益率等來衡量，該項(xiàng)目在財(cái)務(wù)可行。

3) 通過不確定性分析，得到充填復(fù)采項(xiàng)目盈虧平衡點(diǎn)為63.2%，即年產(chǎn)量達(dá)到16.43萬t/a時(shí)即可實(shí)現(xiàn)盈利，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)?。煌ㄟ^敏感性分析知售價(jià)為最敏感因素，在未來應(yīng)關(guān)注市場價(jià)格變動(dòng)，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)對策。