經(jīng)濟開采破解薄煤層礦井發(fā)展瓶頸

文/任立民 王成

山東新汶礦業(yè)集團新陽能源公司針對新礦井投產(chǎn)后遇到的資源條件等諸多方面的制約，用經(jīng)濟開采來破解薄煤層礦井遇到的難題，圍繞“經(jīng)濟開采，科學(xué)發(fā)展”主題，多管齊下，多措并舉，取得顯著成效。

找準(zhǔn)發(fā)展短板，開啟科學(xué)發(fā)展新境界

新陽能源公司為薄煤層礦井進行立井單水平開拓，共有8個可采煤層，原煤含矸量大。大量矸石造成煤質(zhì)差，原煤噸煤成本高，礦井經(jīng)濟效益低下。煤層薄、含矸量高、斷層多，直接帶來礦井實際生產(chǎn)掘進率高、工人勞動強度增大和選煤廠效率低等問題，成為嚴(yán)重制約經(jīng)濟效益的短板。

公司目前開采的1層、5層、7層均為薄煤層，生產(chǎn)能力較低，可采煤層0.70～1.20m,且部分煤層含夾矸0.10～0.20m。進入煤倉系統(tǒng)的煤矸比例約為0.46∶0.54，若按傳統(tǒng)開采方式，每天將產(chǎn)生矸石量2000 噸，全年將產(chǎn)生70萬噸左右的矸石。僅2009年1月份，主井10.1萬噸的提升量中矸石含量就達到了6.2萬噸，如此多的矸石嚴(yán)重制約和影響了礦井運行質(zhì)量。2008年試生產(chǎn)，公司生產(chǎn)原煤21.6萬噸，矸石產(chǎn)量卻高達40萬噸，主井提升系統(tǒng)處于超負荷運行狀態(tài)，提升能力受到嚴(yán)重影響。當(dāng)年公司經(jīng)營維艱，處于虧損狀態(tài)。如果不改變思路，繼續(xù)按照傳統(tǒng)模式發(fā)展生產(chǎn)，不僅礦井效益難以提高，而且將帶來嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)保問題，企業(yè)勢必陷入難以擺脫的困境。

思路決定出路。新陽能源公司領(lǐng)導(dǎo)班子認識到礦井要生存，要走出一條薄煤層礦井發(fā)展的路子，就必須解放思想，打破傳統(tǒng)的思維方式，擺脫傳統(tǒng)的發(fā)展思路，要依靠科技進步，走“綠色開采、經(jīng)濟開采、安全開采”之路，努力降低成本，追求效益最大化。

創(chuàng)新發(fā)展模式，開辟經(jīng)濟開采新途徑

創(chuàng)新的思維帶來創(chuàng)新的實踐，新陽能源公司從調(diào)整礦井生產(chǎn)布局、優(yōu)化采區(qū)設(shè)計、采用沿空留巷技術(shù)、實施煤矸分離等方面入手，制定切實可行的措施，全力推進礦井安全開采和經(jīng)濟開采。

1.確定礦井開拓重點，優(yōu)化采區(qū)設(shè)計。經(jīng)過反復(fù)分析調(diào)研，新陽公司調(diào)整生產(chǎn)布局，舍棄了煤層薄、夾矸厚，沒有開采價值的一采5層，將二采1層轉(zhuǎn)為主攻采區(qū)，將三采區(qū)作為重點接續(xù)采區(qū)。在此基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化采區(qū)設(shè)計，全面推動經(jīng)濟開采。將1703工作面由傾斜條帶開采改為走向條帶開采，優(yōu)化煤層賦存條件相對較好的中間塊段，增加工作面有效可采量2.9萬噸，減少搬家次數(shù)4次，節(jié)省搬家費用100萬元以上，節(jié)省巷道1430米，節(jié)省掘進成本429萬元。

2.從源頭上減少矸石產(chǎn)出和升井量。矸石量大是影響礦井效益、制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙。對此，新陽能源公司從源頭抓起，在生產(chǎn)過程中實行“一條龍”矸石治理。

一是采用沿空留巷技術(shù)。目前在2702采用沿空留巷210米，支護強度達到預(yù)期的效果。各掘進區(qū)在各自施工掘進迎頭裝矸石袋，由生產(chǎn)服務(wù)工區(qū)統(tǒng)一運送到指定地點，2702、2101兩個工作面完成護巷開采，消化矸石0.8萬噸，少升井矸石0.96萬噸。

二是嚴(yán)格控制采高。二采7層工作面回采面采高控制在1.1米以內(nèi)，循環(huán)減少割底矸石量37噸，全年減少矸石量3.6萬噸。

三是優(yōu)化掘進巷道斷面，適當(dāng)減小巷道的高度和寬度以有效控制矸石。在保證采掘施工安全間隙和滿足巷道正常使用的前提下，確定機掘、炮掘回采順槽和鉆采面標(biāo)準(zhǔn)斷面，按確定的優(yōu)化斷面和現(xiàn)實斷面比較，全年少產(chǎn)生掘進矸石3.7萬噸以上。在皮帶運輸巷道采用“異形”斷面，約減少矸石量0.5萬噸/年。

四是采取煤矸分離措施。在一采煤倉增設(shè)鐵篦子，將工作面帶出的大矸石擋住，對篩上剩余物采用人工揀選的方式杜絕塊煤流失。一采區(qū)在掘進工作面布置水平倉，掘進工作面分打分裝，充填一采7層工作面隅角和五層鉆巷。在二采區(qū)煤倉附近補打矸石倉，新倉容量550m3,設(shè)專用繞道，將二采1層、二采7層掘進矸石及采區(qū)煤矸石分打分裝分運，實現(xiàn)煤矸分離，約分出矸石量4.69萬噸/年。

五是改造選煤廠動篩分選系統(tǒng)。充分?jǐn)U大動篩跳汰機入洗量，加大塊矸石的提前排出，減少進入重介精選系統(tǒng)的矸石量。改造后的動篩系統(tǒng)，僅選煤加工費和節(jié)電兩項就可節(jié)省費用270萬元。2009年共少產(chǎn)生矸石11萬噸以上，分離矸石13萬噸。

3.持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)和科技創(chuàng)新。

一是針對礦井煤層薄、矸石多的實際，開展煤矸分離和矸石充填技術(shù)研究，探索適合本礦特點的充填技術(shù)，減少主運系統(tǒng)的運輸量和礦井排矸量，作為一項長期的重點科研課題積極開展科技攻關(guān)。

二是積極開展螺旋鉆采煤機小型化研究。在1502工作面成功使用了螺旋鉆機，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下厚夾矸薄煤層開采難題。使用螺旋鉆機開采，不僅用人少、效率高，而且安全性高、產(chǎn)量穩(wěn)定。

三是圍繞節(jié)電、節(jié)能、節(jié)水，做好節(jié)能減排。調(diào)整檢修時間，將原來每天的檢修時間改為用電峰時檢修，采區(qū)設(shè)備檢修也安排在每天電峰時，每天可節(jié)約電費1189元。水泵避峰填谷，針對礦井涌水較大，控制夜班排水水位，利用夜班谷期將水倉水位排至最低，早班峰期不開泵，下午平期少開泵，做好峰谷分時用電。壓風(fēng)機、主副井絞車等大型設(shè)備執(zhí)行好定時停機制度。交接班時間、峰期減少開機臺數(shù)。采區(qū)掘進皮帶機執(zhí)行定時集中出矸，杜絕了在沒有矸石的情況下空開皮帶機。

四是鼓勵職工科技熱情，積極開展小改小革活動。掘進專業(yè)利用三噸底卸式礦車裝運掘進工作面半煤巖，解決了大斷面掘進工作面排矸時間長的難題。

4.實施綜合利用，打造循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。圍繞建設(shè)“本質(zhì)安全型、資源節(jié)約型、生態(tài)環(huán)保型現(xiàn)代化礦井”目標(biāo)，新陽公司積極打造“煤—電—建”循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈條，按照生態(tài)、環(huán)保要求，探索循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式。圍繞大力消化煤附產(chǎn)品的目標(biāo)，電廠積極研究煤矸石燃燒發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)全煤矸石燃燒。在此基礎(chǔ)上，新上了一條煤泥泵送系統(tǒng)，實現(xiàn)了煤泥燃燒發(fā)電，降低發(fā)電成本。矸石磚廠以消化礦井生產(chǎn)的全部煤矸石為目標(biāo)，在產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新上作文章，加快“L”型磚、“U”型磚、城市綠化用磚等新型產(chǎn)品研制開發(fā)。同時拓寬銷售渠道，逐步占領(lǐng)了濟南、濟陽、商河等地的建材市場。2009年，電廠實現(xiàn)利潤300萬元，磚廠實現(xiàn)利潤200萬元。礦井經(jīng)濟運行質(zhì)量明顯提升，綜合盈利能力大幅提高。