提高煤炭資源采出率的方法及有效途徑

摘要:現(xiàn)代能源的緊張，要求我們必須提高煤炭資源采出率，同時(shí)，礦井的建設(shè)也會(huì)對(duì)提高采出率有很大的協(xié)助作用。本文提出了建設(shè)高產(chǎn)掌握煤層賦存規(guī)律、加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、因地制宜合理選擇采煤方法、優(yōu)化開拓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)地質(zhì)找煤、強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理、搞好儲(chǔ)量管理工作等是構(gòu)造復(fù)雜礦井提高資源采出率的有效途徑。

關(guān)鍵詞:采出率 礦井建設(shè) 方法 有效途徑

在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)下，煤炭開采技術(shù)的研究必須面向國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)、面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)，立足于煤炭開采技術(shù)的前沿，立足于中國(guó)煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所必要的技術(shù)儲(chǔ)備，立足于煤炭工業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略所必須的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，立足于煤炭工業(yè)工程實(shí)際問題的解決，重點(diǎn)從事中長(zhǎng)期研究開發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為言為主導(dǎo)的核心技術(shù)，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)。

一、提高采煤率的開采方法

采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開發(fā)力強(qiáng)、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國(guó)特色的采煤工藝?yán)碚?。我?guó)長(zhǎng)壁采煤方法已趨成熟，放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、不穩(wěn)定、地址構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業(yè)條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。

1、開發(fā)煤礦高效及約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

2、開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代采煤成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)難題。

硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過巖層定向水利壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。

硬厚頂煤控制技術(shù)，研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。

頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制技術(shù)，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。

兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)，研究合適的綜放開采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5~.5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，通過寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

3、緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開采。主要研究開發(fā):體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī);研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。

4、緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采。就進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加強(qiáng)支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高2.5m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距.。

5、各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn) 高產(chǎn)高效，就要提高開機(jī)率，對(duì)“支架:圍巖”系統(tǒng)，采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架;圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一走完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷:采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油，磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè);帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。

二、提高煤炭資源采出率的有效途徑

1、深入研究煤層賦存規(guī)律，加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

煤層賦存情況是確定開拓方式、采煤方法的重要依據(jù)，地質(zhì)勘探階段難以用有限的網(wǎng)距準(zhǔn)確控制煤層形態(tài)和煤層厚度變化情況，生產(chǎn)中應(yīng)在勘探階段提供的地質(zhì)成果基礎(chǔ)上，不斷收集新的第一性資料，及時(shí)綜合分析對(duì)比和判斷，查明開采區(qū)域構(gòu)造形態(tài)特征，煤層在構(gòu)造中的展布特征和煤層變化規(guī)律，具體找出煤層增厚、壓薄、倒轉(zhuǎn)規(guī)律，測(cè)定煤層分叉、尖滅、增厚、變薄，開采技術(shù)界線，總結(jié)匯總給生產(chǎn)部門，從而指導(dǎo)巷道設(shè)計(jì)，防止可采塊段丟失。

2、合理選擇采煤方法

構(gòu)造復(fù)雜礦井煤層賦存形態(tài)千變?nèi)f化，應(yīng)根據(jù)煤層不同的展布特征合理選擇相對(duì)應(yīng)的采煤方法。對(duì)斷層多、煤厚變化大的急傾斜煤層可采用“偽傾斜正臺(tái)階采煤法”，即在工作面密集支護(hù)，隨著工作面移動(dòng)將冒落矸石攔截形成矸石充填帶，一是可支撐頂板，使頂板完整和穩(wěn)定，最大限度地采出煤量，二是改善了因受破碎頂板影響的安全環(huán)境;起伏變化大的煤層可采用垂直走向短距兩翼采煤法，可減少煤炭資源損失;對(duì)于煤層較穩(wěn)定，傾角小于45°的煤層可采用長(zhǎng)壁后退或冒落采煤法;對(duì)于煤層不穩(wěn)定、煤厚變化大的急傾斜或立槽煤層宜采用斜坡采煤法。

3、優(yōu)化開拓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

構(gòu)造復(fù)雜礦井因受千姿百態(tài)的構(gòu)造形態(tài)限制，開拓系統(tǒng)巷道布置應(yīng)因地制宜合理設(shè)計(jì)，首先應(yīng)深入研究掌握設(shè)計(jì)范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征和煤層賦存特點(diǎn)，然后經(jīng)過各有關(guān)專業(yè)人員分析對(duì)比，選擇最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì).

4、加強(qiáng)地質(zhì)找煤

加強(qiáng)地質(zhì)找煤可有效地提高資源采出率。開采初期受到構(gòu)造認(rèn)識(shí)上的限制，采煤方法又比較落后，部分塊段資源采出率較低，有的甚至丟失可采塊段，隨著開采活動(dòng)的深入，原始資料收集得多，對(duì)原構(gòu)造復(fù)雜的老采區(qū)的零星可采邊角塊段應(yīng)重新評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)，指導(dǎo)老采區(qū)復(fù)采，可提高礦井資源采出率。

5、加強(qiáng)回采面現(xiàn)場(chǎng)管理

“亂采濫挖、吃肥丟瘦、取近舍遠(yuǎn)”必然導(dǎo)致煤炭資源的大量丟失，礦井技術(shù)管理人員應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布置回采工作面，發(fā)現(xiàn)不合理的開采順序，應(yīng)及時(shí)給予糾正，發(fā)現(xiàn)不合理的開采損失，及時(shí)填寫“丟煤通知書”，迅速采取措施，同時(shí)應(yīng)根據(jù)頂板巖性破碎情況和壓力因素合理選擇支護(hù)方法，確?；夭擅娴拿禾抠Y源合理開發(fā)利用。

6、搞好儲(chǔ)量管理工作，完善監(jiān)督機(jī)制

儲(chǔ)量管理是監(jiān)督煤炭資源合理開發(fā)的有效措施。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，要建立以下儲(chǔ)量管理制度:一是建立工作面報(bào)廢的審批制度，對(duì)報(bào)廢原因清查確認(rèn)，綜合分析，根據(jù)現(xiàn)有開采技術(shù)條件，確認(rèn)為確實(shí)無法開采的方可報(bào)廢;建立回采面結(jié)束時(shí)的檢查制度，回采結(jié)束時(shí)要經(jīng)過儲(chǔ)量管理部門的檢查驗(yàn)收，確認(rèn)煤層回采完畢方可搬遷工作面。二是儲(chǔ)量管理人員應(yīng)深入井下一線收集第一性資源，綜合分析，掌握儲(chǔ)量的數(shù)量、質(zhì)量、分布、損失及其變化情況，對(duì)資源合理開采實(shí)行業(yè)務(wù)監(jiān)督。

建設(shè)高產(chǎn)高效礦井是我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展的既定方針，要加速推進(jìn)高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)，就必須著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，采、掘、運(yùn)裝備的研制發(fā)展必須同步進(jìn)行;同時(shí)，必須面對(duì)國(guó)情、正視差距、看到己長(zhǎng)，樹立自立、自強(qiáng)、趕超世界先進(jìn)水平的決心。必須相信，依靠國(guó)家綜合科技進(jìn)步和實(shí)力，走聯(lián)合研制之路才是爭(zhēng)取時(shí)間、節(jié)約資金、加速自我發(fā)展的捷徑。