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1、煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目资金申请报告煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目 资金申请报告目 录第一章 项目概论1第一节 项目概况1第二节 资金申请报告编制依据和结构2第二章 项目建设背景与必要性4第一节 项目背景4第二节 项目必要性和意义5第三章 申报单位概况与建设条件8第一节 项目申报单位概况8第二节 建设条件12第四章 行业、技术趋势14第一节 行业分析14第二节 技术发展趋势15第五章 产品方案及市场分析21第一节 技术、产品的先进性21第二节 市场分析23第六章 建设方案与招标25第一节 建设方案25第二节 项目招标方案58第七章 节能及环境影响64第一节 节能方案分析6
2、4第二节 环境和生态影响分析72第八章 劳动安全、工业卫生与消防75第一节 劳动安全卫生75第二节 消防79第九章 项目管理与实施计划84第一节 项目管理84第二节 实施计划89第十章 投资估算及资金筹措方案92第一节 项目总投资估算表92第二节 建设投资估算92第三节 项目资金筹措方案及其落实情况99第十一章 项目经济和社会效益分析101第一节 经济效益分析101第二节 社会效益分析109第十二章 项目风险分析110第一节 技术风险110第二节 技术应用及市场风险110第三节 其它风险110第十三章 项目所需附件114一.附 表1.建设投资估算表(附表10-1)2.流动资金估算表(附表10-
3、2)3.项目总投资使用计划与资金筹措表(附表10-3)4.总成本费用估算表(附表11-1)5.外购原材料费估算表（附表11-1-1）6.外购燃料和动力费估算表（附表11-1-2）7.工资及福利费估算表（附表11-1-3）8.固定资产折旧费估算表（附表11-1-4）9.无形资产和其他资产摊销估算表（附表11-1-5）10.营业收入、营业税金及附加和增值税估算表(附表11-2)11.项目投资现金流量表(附表11-3)12.项目资本金现金流量表(附表11-4)13.利润与利润分配表(附表11-5)14.借款还本付息计划表（附表11-6）15.资产负债表(附表11-7)16.财务计划现金流量表(附表1
4、1-8)二.附 图1.山东xx科技有限公司煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目区域位置图2.山东xx科技有限公司煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目厂区总平面布置图三.附 件1.项目登记备案证明2.项目招标核准意见3.项目环境影响评价审批意见4.项目节能评估报告书审查意见5.国有土地使用证6.建设工程规划许可证7.建筑工程施工许可证8.营业执照副本9. 潍坊隆基建材设备制造有限公司与山东xx科技有限公司关系说明10.建设单位近三年财务审计报告（资产负债表、利润表、现金流量表）11.银行信用等级证明12.出资声明13.中国工商银行山东省分行出具的贷款承诺函14.企业自有资金及用款说明15.与
5、青岛理工大学共建实验室合作协议16.与山东科技大学校企合作协议17.中国科学院院士宋振骐关于本项目产品的推荐信18.用户反馈意见19.专利申请受理通知书20.关于本项目资金申请报告及附件真实性的声明 - IV -煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目 资金申请报告第一章 项目概论第一节 项目概况一、建设内容本项目利用公司已有土地，总用地面积27000平方米，约40.5亩。新增建筑面积21000平方米，项目主要建设内容包括：建设科研综合楼建筑面积1200m2；倒班宿舍、餐厅、培训中心建筑面积2580m2；充填开采设备生产车间5座，建筑面积16920m2；变配电室及其他配套设施300m2。根据先进
6、的生产工艺要求计划购置精密数控机床、TCS数控台式等离子切割机、摆式液压剪板机、数控折弯机、大型滚齿机、高速动态数据采集集成系统、高精度压力检测系统、西门子PLC及控制系统、矿业温度湿度条件模拟室、质量控制系统、除锈涂装系统等主要生产及研发、实验检测设备428台（套）。二、形成的能力项目建成后，达到年产10套煤矿充填开采设备系统的能力，广泛应用于国内矿区开采行业，提高企业竞争力。三、建设地点本项目位于山东省xx经济开发区新104国道北。xx县地理位置优越，是山东省进出京津的喉咙之地。西靠津沪铁路和京福高速公路，与德州相距50公里；南临济南机场和济青高速公路，距省城济南60公里；东距滨州码头10
7、0公里，青岛码头400公里；北接京津，距天津240公里，北京400公里。是鲁北重要的交通枢纽和商品集散地。104国道和临枣、临南、临武、溶莘、永馆等5条省道贯穿县境，并交会于县城；境内公路四通八达，交通十分便利。厂区内地势平坦，基础设施配套齐全，该厂所处地理位置优越，对外交通十分方便，有利于原材料及产品的运输，对实施项目建设较为有利。四、建设周期根据项目情况，项目建设期为12个月。本项目第二年按正常生产负荷80%计算；第三年及以后各年均按满生产负荷100%计算。五、投资估算及筹资方案项目总投资15740.00万元，其中建设投资13699.84万元（包括建筑工程费2191.50万元、设备购置费用
8、8503.00万元、安装工程费用922.30万元、工程建设其他费用837.60万元、预备费用1245.44万元）、建设期利息379.50万元、铺底流动资金1660.65万元。资金筹措方案由企业自筹解决4740.00万元，银行贷款11000.00万元。六、项目研究结论本项目符合国家产业政策，符合矿业发展规划及地方社会经济发展要求，符合企业规划及市场需要，所选工艺技术成熟、可靠，配套设备节能环保，社会效益显著，环境影响较小；公司管理规范，资金实力和筹措能力较强，能够保证该项目的顺利实施。所以，本项目技术上可行，经济上合理，项目建设是必要的、可行的。第二节 资金申请报告编制依据和结构一、资金申请报告
9、编制依据1、原国家计委发布的投资项目可行性研究指南（试用版）；2、国家发改委、建设部建设项目经济评价方法与参数（第三版）；3、国家、地方经济和社会发展规划及行业部门的发展规划；4、2012年能源装备技术改造和能源自主创新中央预算内投资项目资金申请报告编制提纲；5、山东xx科技有限公司提供的有关基础数据、资料。二、资金申请报告编制结构第一章 项目概论第二章 项目建设背景与必要性第三章 申报单位情况与建设条件第四章 行业、技术趋势第五章 产品方案及市场分析第六章 建设方案与招标第七章 节能及环境影响第八章 劳动安全、工业卫生与消防第九章 项目管理与实施计划第十章 投资估算及资金筹措方案第十一章 项
10、目经济和社会效益分析第十二章 项目风险分析第十三章 项目所需附表、附图、附件第二章 项目建设背景与必要性第一节 项目背景一、符合国家产业政策和行业发展规划1、本项目符合国家发展和改革委员会产业结构调整指导目录（2011年）第一类“鼓励类”第二条“煤炭”的第20款“建筑物下、铁路等基础设施下、水体下采用煤矸石等物质充填采煤技术开发与应用”的规定，为国家鼓励发展的项目。因此，本项目符合国家的产业政策。2、本项目符合当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）第八章“节能环保和资源综合利用”第120款“固体废弃物的资源综合利用”中指出：电厂粉煤灰及煤矿矸石、冶金废渣、低品位矿及尾矿废渣、建
11、筑废弃物等资源回收与综合利用技术。以上政策法规的出台与实施，必将推动我国煤矿高效安全开采和资源综合利用的发展与提高，本项目建设符合国家产业政策和行业发展规划。二、符合地方发展规划山东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要第三章“结构调整和转型升级”第二节“工业优化”指出：以实现工业由大变强为核心，以增强自主创新能力、提高产业集中度和节能减排水平为重点，深入推进产业调整振兴，推动传统产业改造升级、战略性新兴产业加快发展、产业集聚集约发展，构建以高端产业、高端产品、高端技术为主体的现代制造业体系。综上所述，本项目符合山东省的经济和社会发展规划，项目建设必将推动煤矿安全开采水平的提升和发展。三、本
12、项目的建设符合国家能源局关于上报2012年能源装备技术改造和能源自主创新中央预算内投资项目的通知的要求。符合通知中“附件一 中央预算内投资能源装备技术改造和能源自主创新领域及重点方向”第一项“煤炭资源勘探与开采”中“煤矿灾害防治与安全生产设备”。本项目总投资15740.00万元，因该项目现处于快速成长阶段，各方面资金投入较大，且需要建设的内容较多，为确保项目如期完成，特申请专项资金支持。第二节 项目必要性和意义煤炭是国家重要的战略能源，煤炭工业是经济建设和社会发展的支柱产业。我国是世界产煤大国，也是主要依赖煤炭能源的国家之一。煤炭是我国重要的基础能源和工业原料，在我国一次性能源消费结构中占到7
13、0%以上。我国煤炭供求关系由八十年代供不应求，制约国民经济发展，过渡到九十年代初期的供需平衡，基本保证了国民经济的发展需求，但随着大量小煤矿的上马，九十年代末期出现供过于求的现象。近几年来国家对煤炭行业实行宏观调控，使煤矿产量供过于求的局面得到根本性的扭转，煤炭价格基本稳定，转向供求基本平衡，但近两年，又出现煤炭供应紧张现象。随着国民经济发展增长，煤炭供应还将出现较大的缺口，因此必须要建设高产高效、安全的煤矿。建设高产高效、安全的矿井是煤炭企业生存和发展的必由之路，是增强煤炭企业整体竞争力和可持续发展的基本途径。最近二三十年来，充填采矿法在世界范围内得到了越来越广泛的使用。这一方面是地下开采深
14、度逐步增加对维护矿山和采场稳定的需要，另一面是提高自然资源回收率和环境保护的需要而促成的。充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区送入由工业固体废弃物与胶结材料制备的浆状似膏体材料等，进行采空区充填，以进行地压管理、有效的控制围岩崩落和地表移动，以及控制顶、底板的位移与破坏深度，并在形成的充填体上或在其保护下进行安全回采的采矿技术，是目前较为成熟、有效的控制地面塌陷、解放“三下”压煤及高危受水威胁煤资源的开采技术。推行煤矿充填开采技术，有利于有效控制地质沉陷，有利于提高煤矿生产安全度，有利于提高煤炭的采出率，有利于生态环境保护，也有利于改善地企关系，建设和谐社会。经过对国内煤矿行业的近期分析，
15、充填综合采矿法是在国内外一种高效率综合开采的重要发展途径。也是最适宜国内煤矿行业最佳途径。其具有安全性高、回采率高、对地表生态环境破坏较小等一系列不可替代的优点。采用充填综合采煤法，是比较理想的无废采矿模式，是提高煤矿的回采率，减少贫化率，充分利用煤炭资源，有效控制地压、防止内因火灾和可在“三下”开采的最合理选择。特别提到的是：对于国内大多数煤矿企业“三下”压煤现状，不仅会造成大量煤炭资源的浪费，而且会急剧缩短矿井的服务年限。采用充填综合开采技术，突破了原煤开采的禁区，更为对于老煤矿企业注入新的活力。也为广大的矿业公司指定新的发展道路！这不仅仅是单纯的一项技术，更重要的是这项技术的社会效益、经
16、济效益和环境效益。这是煤炭开采技术的一项革命。更是老型煤矿起死回生的重要一筹。为促进我国煤矿安全开采长期发展和资源综合利用水平的提升，响应地方发展政策，经过前期市场调查、技术分析，山东xx科技有限公司拟新建年生产煤矿充填开采设备系统10套的生产线。增加公司产品种类，完善产业链条。目前，本项目建设条件已经具备，产品市场前景广阔。第三章 申报单位概况与建设条件第一节 项目申报单位概况一、项目名称及申请单位1、项目名称煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目2、申请单位申请单位：山东xx科技有限公司法定地址：山东省xx经济开发区新104国道北法定代表人：xx项目负责人：xx联系电话：138531871
17、02，xxxxxx传 真：xxxxxx邮政编码：xxxxxx3、拟建地址山东省xx经济开发区新104国道北4、资金申请报告编制单位xx工程咨询公司资格等级：甲 级工程咨询资格证书：工咨甲10120070012发证机关：国家发展和改革委员会二、项目单位基本情况1、公司概况山东xx科技有限公司是潍坊隆基建材设备制造有限公司为建设煤矿综合充填开采科技研发与设备制造项目而设立的全资子公司。公司创建于2010年，注册资金1500万元。潍坊隆基建材设备制造有限公司是一家大型集产、学、研为一体的大型科技公司，专业致力于矿业充填开采、矿井环境粉尘治理、设备制造及矿业工程设计施工与总承包服务的集团化公司。公司现
18、有员工500名，其中管理人员62人，中级技师145人，专业技术人员21人，企业拥有各种先进生产设备，数控制自动机床加工中心，是以高新技术为依托的大型新兴企业。公司实验室面积9600m2，实验装备整体达到目前国内先进水平。拥有MTS815岩石伺服试验系统、曙光4000并行机、多功能流变仪、EH-4大地电磁剖面成像系统、喷浆机器人样机、傅立叶红外分析仪、SIR-3000探地雷达、瞬变电磁测量仪等一批国际先进的设备。公司申请受理的专利如下表所示。表3-1 专利申请受理通知书序号名称申请号备注1矿用填充制备站破碎输送系统201120548160.12一种调速计量螺旋称重装置 201120550337.
19、13一种井下用新型混凝土喷浆机201120548207.14一种新型的矿物采样装置201120548206.X5一种新型矿物采样器201120548158.46一种新型矿物样品收集器201120548341.47一种新型分级料一体机201120550330.X2、院校合作公司广泛与各大院校合作。其中潍坊隆基建材设备制造有限公司与青岛理工大学、山东xx科技有限公司与山东科技大学分别签订了合作协议，联合组建企业内部科研所。公司在青岛理工大学投资建设了浆体与似膏体充填材料的二相流环管实验室。此试验室是目前国内最为先进的二相流流阻环管试验数据中心，国内首家采用计算机实时自动数据采集实验室，其改变了国内
20、人工采集数据的滞后性。研发合作单位山东科技大学有矿山灾害预防控制国家重点实验室，已建立了一个完备的充填工艺实验室及充填材料实验室，组成了以院士、教授、副教授、讲师及博士生和研究生为主体的超强科研力量。研究人员有中科院院士1名，“泰山学者”1名，博士生导师17名，具有博士学位人员占89%。3、充填开采领域成果2010年该公司同山东科技大学展开合作，成功的为河北冀中能源公司邢台煤矿设计了矸石干式充填系统工艺及充填设备。2011年，成功的为肥城矿业集团曹庄煤矿进行了薄煤层防突水充填开采的工艺设计，现以成功进行现场应用，并成为国内首例采用充填防冶水的煤矿。该公司和山东科技大学矿业工程博士后科研工作流动
21、站，将在理论研究、实验开发、技术创新、装备设计的基础上，通过与兖矿集团有限公司、山东能源集团公司、肥城矿业集团公司等企业加强产学研基地建设，优化配置科技资源，发挥产学研等各方积极性，形成全社会共同推进机制。通过项目的实施，培养一支“浆状似膏体”充填研究、设计、维护工作的人才队伍，并在淄博矿业集团、新矿集团、肥城矿业集团建立完成项目长期合作示范基地3个，实现项目研发、试验、完善可持续的项目研究与开发基地。届时，该项目形成的“浆状似膏体”充填实验设备销售额在200亿元以上。在此基础上，形成设计、科研、生产相关产业的大型产业园，以促进和带动煤矿充填技术的推广与发展。控制地表塌陷、与解放“三下一上”压
22、煤的固体废弃物“浆状似膏体”充填新技术及成套设备研制研究项目，将形成相关的咨询、规划、设计、研究的人才队伍。4、公司实施的成功案例 河北冀中能源邢台煤矿：干式矸石粉煤灰充填工程的设备制造与控制系统的安装调试；由建设单位上报的建筑物下综合机械化充填采煤技术获得国家科技进步一等奖。山东能源集团肥城曹庄煤矿：浆状似膏体自流充填系统，成为我国首例采用充填防治水的实施者。山东能源新汶矿业集团翟镇煤矿：矸石粉煤灰充填工程，设备制造与安装；5、目前持有订单及合作意向福建金东矿业全尾砂充填 (2011年11月9号签单，现未发货)淄博金拓矿业充填 (2012年2月22号签单，现未发货)河北武安东河湾铁矿： 充填
23、系统。 （设备已经生产）武汉程潮铁矿: 充填系统 （设备已经生产）山东能源集团战略合作：充填系统 （杨庄煤矿已设计）陕煤集团的战略合作： 充填战略合作 （合作协议已签署）黑龙江龙煤集团: 充填系统 （接洽中）安徽皖域矿业-铜矿： 充填处理铜尾矿 （已设计中）三、项目单位财务状况由于山东xx科技有限公司为潍坊隆基建材设备制造有限公司为建设本项目设立的全资子公司，目前管理、技术、资金等全部由母公司解决。且该项目目前处于建设期，尚无经营业绩，现列出母公司的近三年经营状况如下表3-2。表3-2 公司近三年财务状况一览表序号指标名称单位2009年2010年2011年备注1资产总计万元2144222523
24、249992净资产万元1132112893161593负债合计万元10121963088404资产负债率4743355固定资产原值万元5940594085716固定资产净值万元5372523076857营业收入万元1025610906119738利润总额万元1699209624369净利润万元12741572182710税金合计万元27552767307211银行信用等级级AAAAAA第二节 建设条件一、项目立项情况目前，项目已取得xx县发展和改革局的正式立项备案批复（登记备案号：临发改字2011216号）。二、项目用地情况本项目建设地点位于山东省xx经济开发区新104国道北。本项目土地为已有
25、，不新征土地。项目单位已取得国有土地使用证（登记编号：临国用2011第0699号）。三、项目建设规划许可情况本项目已取得建设工程规划许可证（编号：建字第3714872012-00004号）。四、项目施工许可情况项目已取得建筑工程施工许可证（编号：2012-011号）。五、项目环境影响评价审批情况项目建设已取得德州市环保局的批复意见（德环报告表201227号）。六、项目节能评估审查意见本项目已于2011年11月2日xx县发展和改革局出具的节能评估报告书审查意见（临发改能审书20117号）。七、公用设施配套情况项目所需供电、供水、消防等等配套辅助工程，由地方市政公用部门提供，完全能够满足项目需求。
26、同时设备的采购和招标工作也在有条不紊的进行中。八、投资进度情况目前项目各开工建设条件完备，项目已经开工建设。建筑工程已经完成了部分车间主体建设工作；主要生产设备已经预订。截至2012年3月，已经累计投入约4750万元，约占项目总投资的30%。第四章 行业、技术趋势第一节 行业分析虽然近年来发展了不少先进的采矿方法，但是由于人类加强了资源的合理开发利用，提升了日益强烈的环境保护的意识，对采矿方法提出了更加严格的要求。因此，充填采矿法应该发展成采矿方法的主流。随着采矿技术的发展，充填采矿法在国内外将会得到更加迅速的发展与应用。20世纪60年代，我国抚顺胜利矿采用伪倾斜上行水砂充填长壁采煤法成功地开
27、采了工厂保护煤柱。20世纪80年代初国外发展了膏体充填技术。膏体充填技术的优点是:充填料制作成不泌水的牙膏状浆体，在较低流速情况下也能够正常地泵送，提高了充填效率。膏体充填技术在金属矿山得到了较快的发展。20世纪80年代后期抚顺矿务局借鉴国外的经验，在我国首次采用离层注浆减缓地表下沉的试验取得了成功，此项技术引起了我国从事开采沉陷及“三下”采煤的专家和工程技术人员的重视，先后在新汶华丰煤矿、兖州东滩煤矿、开滦唐山煤矿等进行了离层注浆减缓地表沉降现场试验，取得了一定的成效。进入到21世纪，充填技术在不断改造与创新的过程中得到发展与进步。从20世纪7080年代开始，胶结充填、膏体充填、高水速凝材料
28、固结充填相继试验成功并开始在煤矿使用。但是都存在着某些缺点，如：胶结充填采用水泥作为胶凝材料，其固结细粒的能力差，充填体初凝时需要少量脱水，造成料浆中水泥颗粒析出流失，污染井下作业环境，降低充填体的强度；膏体泵送充填输送技术难度高，一次性投资巨大；高水速凝材料固结充填存在着高水速凝材料来源少、成本高等问题。总之，受充填材料来源及技术经济条件的制约，在我国经济效益较差的煤炭行业的“三下”开采中还无法应用。因此，拓宽充填材料来源的范围、降低充填的成本成为推广充填开采技术的关键因素。第二节 技术发展趋势一、国外技术状况充填法的主要特征在于充填工序作为回填工序的一环；充填体起控制采场地压，支撑围岩，减
29、少、延缓和阻止采后空区围岩的破坏和移动作用。矿柱可以用充填体代替，矿石损失、贫化降低。在开采贵金属、稀有金属、有色金属富矿及核矿山中，得到较为广泛的应用。应用条件主要是围岩不稳固，或围岩和矿石均不稳固的有色金属富矿或贵金属、稀有金属矿床。由于近年来采用了无轨设备，高分层落矿及充填系统自动化等技术，使采矿成本下降，采场生产能力及劳动生产率提高，在一些矿山及围岩稳固的矿山，亦开始使用充填法，并取得了较好的采选综合经济效果。充填法有利于开采深部矿床，水下、建筑物下和构筑物下的矿床，以及有自燃倾向的矿床。在国外充填法应用较广。20世纪80年代初，加拿大金属矿山地下开采矿山中，用充填法的比重为35%40
30、%；澳大利亚的地下有色金属矿山多用充填法开采；瑞典的布利登有色金属公司70%的矿山是用充填法开采的；苏联1981年地下有色金属矿山充填法的比重为24.2%，1970年克里沃罗格铁矿区用充填法开采铁矿仅占地下采出铁矿石的0.8%，到1980年已达6.4%。日本金属矿山使用充填法的比重亦是逐年上升的：1956年为24.5%，1967年为35.2%，1970年为39%，1982年为43%。1、加拿大充填采矿技术的发展加拿大地下矿山充填技术从20世纪30年代开始，普遍用冲击砂作为充填料，到40年代末广泛采用选厂冲积尾砂进行充填。50年代中期到末期，用尾砂胶结充填浇面作为扒矿底板，采用分层水砂充填代替劳
31、动强度大且灵活性差的方框支架采矿法。19851991年，加拿大在充填材料、充填工艺方面的研究取得了很大的成就。加拿大矿山相继采用块石胶结充填、高浓度管道输送充填、膏体充填等，不仅提高了矿山的综合生产能力，降低了充填成本，而且改善了井下的生产环境。目前，加拿大已有12座矿山采用膏体充填工艺，其他几座矿山也正在考虑采用膏体充填工艺进行矿山充填。到现在为止，加拿大地下矿山几乎都采用充填工艺，主要采用的充填技术有三种类型：块石胶结充填采矿法、浆体胶结充填采矿法、膏体充填采矿法。2、德国充填采矿技术德国在过去的几年间，发展了不同的胶结充填采矿系统。其中比较典型的有：拉梅尔斯贝格(rammelsberg)
32、铅锌矿，采用了下向分层胶结充填采矿法结合风力充填，回采了高品位的铅锌铜矿，采用碎石和高炉炉渣水泥的混合物作充填料。建立了年开采约7.5万m3的采石场和中央破碎站，将集料破碎到小于70mm块度后，转运到风力充填站，通过管道运送到各采场。梅根(meggen)铅锌矿，根据矿体各部位的情况不同，采用了不同的采矿方法，主要是分层充填法和巷道充填法回采脉状铅锌矿，用带式抛掷充填车输送和抛放含水泥和飞灰的浆液块石充填料。带式抛掷充填车容量6m3，柴油驱动，可将充填料抛入采厂的水平距离达14m，垂直高度达8m，充填能力可以达到20m3/h。格隆德(bed ground)铅锌矿，在20世纪60年代至70年代初，
33、该矿采用无底柱分段崩落法采矿，由于矿岩不稳固，采矿条件差，矿石损失和贫化大，故改用分段充填采矿法，其比重占矿山60%，采场沿矿体走向布置，长度为100200m，宽度随矿脉的厚度而异，阶段高度为50m，分段高度67m。采用凿岩台车凿上向60-70的炮孔，步距3m左右，用铲运机出矿。同时工作的采场有8个。采空区用低标号混凝土充填，骨料为地表风化页岩和选矿尾砂，水泥用量为60kgm3，充填强度为23MPa，充填骨料用下料管道下送到井下，用2m3侧卸式矿车运送到采场充填井。闭坑前，格隆德铅锌矿采用下向分层进路式胶结充填采矿技术，高浓度浮选全尾砂和重介质分选尾矿作为骨料，在地表制备成膏体混合物，用泵直接
34、输送到井下采场进行充填。3、南非充填采矿技术南非的许多矿山，在20世纪80年代初期开始应用胶结充填工艺，整个80年代是南非充填工艺发展最快时期，主要有废石胶结充填、脱泥尾砂胶结充填等，并开始进行高浓度管道充填和膏体充填的研究和应用。目前，南非许多矿山的开采深度已经达到2135m以上，其中Anglogold有限公司西部深水平金矿，采矿深度达3700m，有的甚至已经达到3800m，随着浅水平矿石储量的耗尽，可开采利用矿石储量的深度不断加大。进入深部开采阶段，最大的问题就是控制地压，防止和减少岩爆和岩层冒落等灾害性事故的发生，胶结充填可以有效的实现对开采区域的岩层控制，并同时具有环境保护和提高矿石回
35、收率的综合功效。所以，充填采矿是南非许多深部开采矿山的既定工艺，也是支护矿体顶板围岩的主要方法。目的在于：改进矿山安全和工作环境；减少和取消稳定矿柱，提高金属回收率；废石留在井下，减少地表废石处理量；减少采场支护材料的需要量；减少支护安装的劳动和设备需要量。二、国内技术状况1、超高水材料充填技术由中国矿业大学研制的 ZKD 型高水速凝充填材料是理想的充填材料。该材料由A、B料和A-A、B-B添加剂构成。该材料掺水量较高,可达95%以上,大大减少了固体粉料用量。该技术充填系统简单、占地少，充填泵送系统可建于井下；该充填工艺系统相对简单，初期与总体投入均较低由于充填材料具有流动性,对于仰斜开采，只
36、需要管路搅拌与泵送等设备就可以形成完整的充填系统；而对于水平开采和俯斜开采，还需用充填袋，效率相对较低，月产一般在5000-10000t，目前在综采机械化充填方面还没有取得突破。2、膏体充填采煤技术固体废物膏体充填是煤矿绿色开采技术的重要组成部分，它是一种将煤矸石、粉煤灰、劣质土等固体废物制作成无临界流速、不需脱水的膏状浆体，通过泵压或重力作用，经过管道输送到回采工作面，适时充填采空区的绿色开采技术。膏体充填分胶结膏体充填、非胶结膏体充填。该充填技术具有高采出率、环保、高安全性等优点，管道运输，材料选择广泛，目前已在多个矿井应用，在炮采工作面应用较多，综采膏体充填技术正在研究；充填材料是由煤矸
37、石、水泥、粉煤灰、减水剂组成。形成的胶结充填体浓度高，流动性能好，呈膏体状态；充填骨料为破碎后的煤矸石，胶凝材料为普通硅酸盐水泥，管道输送性能改良剂为粉煤灰和减水剂。各料在搅拌桶中加水进行高速搅拌，形成高浓度的浆体沿充填钻孔和管道自流输送至待充填采空区进行充填。目前，加拿大已有12座矿山采用膏体充填工艺，其他几座矿山也正在考虑采用膏体充填工艺进行矿山充填。3、固体物充填技术充填材料为破碎后的煤矸石或固体废料，或加煤灰黄土等材料，利用井下掘进矸石进行充填的置换开采技术，可实现矿井矸石的井下处理,做到矸石不上井。从国内外采矿技术的发展来看，发展到今天充填开采工艺和设备等方便都已经十分成熟可靠，给我
38、国充填开采提供了很好的借鉴和学习的前例。虽然国内这方面的技术发展比较晚，但在很多技术领域，国内的煤矿安全生产厂家都在研发及设备制造方面走在了世界的前列。三、技术发展趋势分析矿山充填技术在地下采矿中一直发挥着重要作用，它是绿色开采的重要组成部分尤其在煤炭紧缺、村镇分布密集的地区，是解决建筑物下采煤的重要途径。充填技术的发展方向以低成本、高效率、设备标准化为目标，随着对环境保护要求的提高，充填开采无疑是资源与环境友好开采的最佳途径，将是我国今后井工开采顶板控制的发展趋势，需从技术进步方面进行以下攻关研究：1、研发充填材料，尽可能利用矿井固体废料，减少固体污染。2、深化充填理论研究。量化充填介质特性
39、、充填参数对于地表沉降的关系；进行部分充填与可控性下沉的理论研究,在减少充填材料消耗的同时，尽可能降低充填工艺对回采的影响，并使地表下沉在合理的范围内，为充填设计提供理论指导。3、进行充填装备，包括输送机、充填支架的研发技术攻关。4、长壁连续充填将是充填的发展趋势，在小块段煤柱，小型煤矿可使用巷柱式充填。5、创造新型采矿工艺。充填采矿技术要结合矿山特点、矿床开采技术条件，发明或创造一些与其他采矿技术相结合的新型采矿法。对于缓倾斜极薄矿脉开采，可用矿岩分掘，废石抛掷充填空区，即削壁充填和爆力运矿相结合的采矿法。对于厚大而矿岩较稳固的矿体，可用浅孔和中深孔空场采矿法开采，采后空区用尾砂胶结、块石胶
40、结或高水材料充填，即阶段连续回采快速充填工艺，既降低成本，又增大效率，也作到对采空区的处理。6、研制高效矿山充填设备和提高矿山充填自动控制与自动化水平。矿山充填系统的自动化程度的高低，直接影响和制约矿山的发展，但是由于国产的相关设备技术性能稳定性差，遏制了矿山充填技术的发展。所以，必须加强研制高效浓密设备(如：高效浓密机、陶瓷过滤机、真空过滤机、盘式过滤机等)，为高浓度全尾矿浆的制备提供有效保证；同时研究减少或消除充填设备磨损和腐蚀的方法。7、深部充填采矿技术。随着矿床开采的不断延伸，采场范围扩大，地压增高，尤其是高地应力矿区，不仅采场突变失稳风险在增加，而且潜在的危害也加大。所以，进行深部充
41、填采矿可以解决采场不平衡应力的传递和调整，其传递和调整的结果，可能导致原岩应力场再次处于平衡状态。第五章 产品方案及市场分析第一节 技术、产品的先进性一、生产工艺技术及产品根据产品结构特点和生产批量来选用相应的工艺装备。积极采用国内外先进、成熟的工艺和技术；关键生产工序采用国内外先进的工艺设备，以提高劳动生产率，保证产品的质量。生产工艺采用标准机械加工工艺，通过金加工制造。设备零部件依次焊接、组装、调试，整机装配运转试验。煤矿充填开采设备除了PLC及动力传递系统以外，其他部分均为该公司设计、制造。根据产品的市场开拓情况，并结合资金筹措及协作配套条件的可行性，确定形成年产10套煤矿充填开采设备系
42、统的生产能力。表5-1 主要产品方案序号规格（按充填量）数量/套备注1低于120m3/h充填开采设备22120-180m3/h充填开采设备33180m3/h以上充填开采设备5二、先进性和创新点1、国内首家提出“浆状似膏体”自流充填工艺公司采用自行研发的环管模似系统，达到高浓度与流阻临界不堵管技术；低浓度不离析输送技术。自曹庄煤矿充填系统近两年来，无输送堵管事故。2、采用全新生产制备工艺，“先筛后破”对于粒度合格的矸石先经筛分后，直接进入生产工艺，粗矸按粒度分级破碎，提高了生产制备效率，大量节约设备与基础投资。3、采用自主研发、具有独立知识产权的新型充填胶结材料采用碱性激发胶结材料，在同等胶结强
43、度下是水泥用量的2/3。4、中控系统可以通过网络进行远程调试与系统维护。中控系统采用WinCC人本界面，生产厂区全程无人值守，方便的远程调试与系统维护。5、投资省：相对节约投资1亿元：相同120立方生产能力的岱庄煤矿对比：岱庄煤矿系统投资约1.2亿元曹庄煤矿系统投资约2000万元6、国内典型煤矿充填体材料相对比如下：淄博 王庄煤矿 每立方充填成本：约170元 (高水材料充填)济宁 岱庄煤矿 每立方充填成本：约120元 (膏体充填)肥城 曹庄煤矿 每立方充填成本：约70元 (浆状似膏体充填)。此充填系统设备及配套技术通过应用证实，具有广阔的产业化前景与推广应用价值。表5-2 国内充填技术的对比普
44、通开采充填开采自流试膏体充填开采评述充填投资用/3000万1.2亿（岱庄煤矿投资1.2亿元）4005000万元左右相对投资少，单个充填项目减少投1亿元资源回收率40-60%60-80%70-90%以上大大提高了资源回收率高。大大提高了井下采矿的安全系数。地表破坏破坏破坏小不破坏不会对地表产生破坏高危险承压水煤资源不可采可采、成本高、效率慢可采、成本低、效率高工业广场压煤资源不可采可采、成本高、效率慢可采、成本低、效率高提高了生产效率，延长了矿井的服务年限水体下压煤资源不可采不可采可采铁路下压煤资源不可采可采但破坏小可采村庄下压煤资源不可采可采但破坏小可采建筑下压煤资源不可采可采但破坏小可采公路
45、、高速公路、农田等压煤资源不可采或补可采但破坏小，要进行补偿可采是否处理了采矿废弃物无一部分处理了采矿废弃物其它无有其它优点减少矿井的安全等各项费用减少矿井通风费减少防冶水费减少排水费减少防火费减少了地面补偿费减少了井下人员配备第二节 市场分析我国以煤矸石为主的煤炭开采和洗选过程中的废弃物，是目前排放量最大的工业固体废弃物之一，目前已累计堆积34亿t，占地约1.3万km2，而且还在以每年约1.3亿t的速度增加。煤矸石长期堆存，占用大量土地，污染水质，且自燃后生成H2S、SO2等有害气体，污染空气、水源和土地，构成了对生态和环境的损害。同时，煤矿开采可造成地表沉陷，破坏原有的地形、地貌，对地表生态、植被破坏尤为严重，甚至形成低洼积水坑或沼泽地，使耕地变成不毛之地。目前，我国采矿业每年占用和破坏的土地约达3.4万km2，其中仅煤炭开采每年形成的地面塌陷就约达3万km2，累计已达50万km2。另外，我国目前建筑物下压煤94.68亿t，铁路下压煤23.91亿t，水体下压煤1