因地制宜加強礦產(chǎn)資源開發(fā)利用

文/譚風(fēng)軍

礦產(chǎn)資源的開發(fā)、利用和保護是一項重要而又復(fù)雜的工作。在新的形勢下，滿足國家對礦產(chǎn)品的要求，合理開發(fā)和充分利用礦產(chǎn)資源，是黨和政府對礦山企業(yè)的要求，也是礦山企業(yè)義不容辭的責(zé)任。地處邊疆的神華新疆能源公司大洪溝煤礦因地制宜，銳意進取，近幾年煤炭資源的開發(fā)和利用工作成績顯著，尤其在資源回收、廢水循環(huán)利用方面獨樹一幟。

一、礦山概況

大洪溝煤礦位于烏魯木齊河?xùn)|礦區(qū)，經(jīng)過歷年改擴建，現(xiàn)礦井核定生產(chǎn)能力已達到110萬噸／年，實際生產(chǎn)能力120萬噸/年。由于大洪溝煤礦是在降雨量較少的西北侏羅紀煤田開采急傾斜近距離煤層群，在資源開發(fā)方面需要解決的主要問題是：

1.依據(jù)煤層之間的壓茬關(guān)系確定各煤層的開采順序。

2.在一般情況下難以實現(xiàn)高強度開采的急傾斜煤層中，能否達到高采出率并實現(xiàn)高產(chǎn)高效。

3.煤矸石和礦井水的處理。

二、合理開發(fā)和利用煤炭資源

1.礦井開拓方式及開采順序

大洪溝煤礦礦井開拓方式為立井水平階段石門，劃分為五個開采水平。主采煤層為一、二煤組，三、四煤組為配采煤層。由于煤層傾角較大，一、二煤組和三、四煤組間距較大，約110米，因此，開采順序是：一、二煤組和三、四煤組之間上行開采，一煤組和二煤組之間、三煤組和四煤組之間，以及各個煤組的煤層之間，采用下行式開采。這樣既照顧了大洪溝煤礦主采煤層位于下部層位的現(xiàn)實，又符合國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。

2.提高煤炭資源回收率的途徑

由于近年來開采首分層，上部水平遺留大量的倉間隔離煤柱，大洪溝煤礦運用各種綜合技術(shù)手段對其進行大強度的復(fù)采。其中2003～2005年，礦井動用儲量僅為69.06萬噸，累計礦井采出量為206.5萬噸，其中工作面采出66.9萬噸，復(fù)采煤炭139.6萬噸，礦井原煤產(chǎn)量為動用儲量的2.99倍。

加強和重視地測工作，為合理開采提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。大洪溝煤礦通過地質(zhì)勘探，掌握了煤層厚度和走向變化，根據(jù)急傾斜特厚煤層水平分層綜采放頂煤的開采特點，創(chuàng)造性地采用折線布巷技術(shù)，加大了工作面長度，減少了煤層厚度損失，工作面回采率提高了4.2%；通過探放水工作，在59102綜放工作面放出老窯積水9萬多立方，避免了要隔離這種積水需要留設(shè)大量的安全煤柱，影響資源回收的弊端。

大洪溝煤礦原來使用比較落后的倉儲式采煤方法，特厚煤層的回采率只有49%，中厚煤層的回采率只有64%，不僅浪費了大量的煤炭資源，也使礦井服務(wù)年限驟減。經(jīng)過論證后，在急傾斜特厚煤層中上馬先進的綜合機械化綜采放頂煤工作面，推行無煤柱開采，工作面回采率達到96%以上。三、四煤組也將不再使用倉儲式采煤方法，完成開拓后，采用先進的輕型液壓支架巷柱式放頂煤開采技術(shù)，回采率可以達到82%以上。

3.優(yōu)化回采工藝

加大工作面長度。在煤厚一定的情況下，兩巷在保持平行的前提下盡量外展靠近煤層頂?shù)装澹龃蠊ぷ髅骈L度以減少三角煤損失和煤厚損失。

科學(xué)的放煤步距。放煤步距太大，頂煤上部老塘煤和黃土將先于采空區(qū)黃土和臟煤到達放煤口，脊背煤損失大；放煤步距太小，采空區(qū)方向的黃土和臟煤將先于頂煤上部的黃土和老塘煤到達放煤口，使得上部一部分頂煤被關(guān)在放煤口之外，不利于頂煤的回收。

適用的放煤方式。實踐經(jīng)驗表明，在急傾斜特厚煤層綜放中，充分利用松動炮破碎頂煤，采用從底板向頂板多輪隔架放煤，遇到大塊煤不易放出時，反復(fù)伸縮插板，小幅度上下擺動尾梁，使煤塊破碎后放出，不要一次放完頂煤，不要在一架長時間放煤、防止卸壓放煤，以提高回采率。

4.綜合防滅火技術(shù)

大洪溝煤礦煤層自然發(fā)火期較短，只有3～6個月，最短 38天，加之特殊的煤層賦存條件，使得老空區(qū)和頂煤整合接觸，工作面的上部均遺留有大量火區(qū)，明火追尾、火中搶煤的情況時有發(fā)生。采用地面回填、灌漿防滅火、注氮防滅火等綜合防滅火技術(shù)后，開采條件大為改觀，大大提高了采出率。

三、科學(xué)治理地質(zhì)環(huán)境

1.廢水的治理和利用

大洪溝煤礦廢水主要是井下排水和工業(yè)場地零星排水，礦井水主要來自井田南部底板以南的大氣降水，其次為鐵廠溝河床水順傾向侵入。礦井正常涌水量為510m3/日左右。井下水在井下水倉經(jīng)過沉淀，除去水中懸浮物后，再用水泵抽至地面沉淀池經(jīng)過二次沉淀后，全部用于井下消防、防塵灑水、泥漿配水等防滅火工程，達到閉路循環(huán)利用而不外排。

2.廢棄固體物的治理

大洪溝煤礦現(xiàn)在原煤年產(chǎn)量120萬噸，年排矸石量為3%～5%，不設(shè)矸石場，井下矸石運輸?shù)降孛婀I(yè)廣場內(nèi)矸石翻罐籠處，將矸石卸入矸石倉內(nèi)，再經(jīng)裝車臺裝車拉至塌陷坑回填采空區(qū)，既解決了矸石的處理問題，同時也有利于塌陷治理。

3.地表塌陷的治理

大洪溝煤礦不再使用倉式采煤法，而是推廣綜合機械化開采技術(shù)，加強資源回收，對煤層充分回采，使塌陷上部覆體沿煤層露頭完全冒落，地下不留空洞隱患，地面黃土回填，注水膠結(jié)密實；近距離煤層實行間歇開采。

為減輕塌陷危害，對工業(yè)廣場留設(shè)永久性保護煤柱。煤柱外塌陷采取區(qū)域性矸石或黃土填充，制約塌陷的進一步發(fā)展擴大。地面采取拉運黃土、推土機推土回填、定向爆破等方式對地面塌陷進行提前回填、隨采隨填、重點回填。近幾年累計回填土方160萬立方，僅與外委單位訂立合同汽車拉運黃土就投入330多萬元，總投資近1000萬元，較好地解決了塌陷治理的問題。

在開發(fā)利用資源上，大洪溝煤礦堅持采掘并舉，“貧富、厚薄、難易”兼采的原則。條件允許的情況下實行灰分高和灰分低的煤層配采，煤炭質(zhì)量要達到客戶要求，不棄采有經(jīng)濟價值的高灰煤層。同時上馬一套較環(huán)保的風(fēng)選設(shè)備，不僅提高了煤質(zhì)，而且減少了對環(huán)境的污染。

經(jīng)過不斷努力，大洪溝煤礦工作面資源回收率連續(xù)10年保持在96%以上并復(fù)采出大量的煤炭資源；連續(xù)10年實現(xiàn)煤矸石零堆放，煤矸石處理率100%；連續(xù)10年實現(xiàn)礦井廢水100%閉路循環(huán)利用；礦井安全周期達到14周年。