礦井建設(shè)中三量的計算與研究

南 浩

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西太原 030006)

0 引言

在煤礦生產(chǎn)中，回采準備工作包括水平開拓、采區(qū)準備和回采工作面的切割等三個階段。掘進先于回采，回采依賴掘進，采完一個生產(chǎn)水平、一個采區(qū)和一個工作面之前，就要準備好一個接替水平、采區(qū)和工作面，否則就不能保證礦井生產(chǎn)的正常進行，甚至會造成產(chǎn)量下降，生產(chǎn)停頓。因此，把握好采掘比例的相對平衡，是確保礦井正常生產(chǎn)的關(guān)鍵，為了確定采掘平衡的定量比例關(guān)系，煤礦生產(chǎn)中用三量來進行衡量。按照回采準備工作的三個階段，掘進巷道分為開拓巷道、準備巷道和回采巷道，由這三種巷道所圈定的可采煤量分別稱為開拓煤量、準備煤量和回采煤量，簡稱三量。用三量及其比例，反映該礦井的生產(chǎn)準備程度和采掘平衡關(guān)系，以保證生產(chǎn)的正常接續(xù)［1］。

1 三量的劃分和計算方法

由于礦井的開拓方式和采煤方法不同，因此，三量的劃分也不同。現(xiàn)以目前采用較多的采區(qū)前進，工作面后退的開采方法，說明三量的劃分和計算方法。

1．1 開拓煤量(Q開)及其計算

開拓煤量是指在礦井可采儲量范圍內(nèi)，已完成開采所必需的主井、副井、風井、井底車場、主要石門(或稱中央石門)或采區(qū)石門、集中運輸大巷或運輸大巷、集中上(下)山或采區(qū)上(下)山、主要溜煤眼和必要的總回風巷道等的開拓、掘進工程所圈定的煤量。并在其中減去設(shè)計損失、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件引起的損失和呆滯煤量，它的范圍沿煤層傾斜由已掘鑿的運輸大巷或集中運輸大巷的水平起向上直到總回風巷、老窯采空區(qū)邊界或風、氧化帶下部邊界，沿走向到煤層兩翼最后一個掘鑿上山或下山、石門的采區(qū)邊界。計算公式如下:

其中，Q開為開拓煤量，t;L為開拓區(qū)走向長度，m;h為開拓區(qū)傾斜長度，m;M為煤層平均厚度，m;d為煤的視密度，t/m3;Q地為地質(zhì)及水文地質(zhì)損失，t;Q呆為呆滯煤量(包括永久煤柱和開拓煤量可采期內(nèi)不能采出的煤柱及其他被壓的煤量)，t;K為采區(qū)回采率。

1．2 準備煤量(Q準)及其計算

準備煤量是指在開拓煤量范圍內(nèi)，已完成了所必需的采區(qū)運輸巷道、采區(qū)回風巷道及采區(qū)上(下)山等掘進巷道工程所圈定的煤量，并在其中減去地質(zhì)損失及呆滯煤量，即為準備煤量，其計算公式如下:

其中，Q準為準備煤量，t;L為采區(qū)走向長度，m;h為采區(qū)傾斜長度，m;M為煤層平均厚度，m;d為煤的視密度，t/m3;Q地為地質(zhì)損失，t;Q呆為呆滯煤量(包括永久煤柱和準備煤量可采期內(nèi)不能采出的煤柱及其他原因被壓的煤量)，t;K為采區(qū)回采率。

1．3 回采煤量(Q回)及其計算

回采煤量是指在準備煤量范圍內(nèi)，已完成了采區(qū)上(或下)山、中間巷道(工作面運輸巷和工作面回風巷)和回采工作面開切眼等掘進巷道所圈定的煤量，只要安裝設(shè)備后，工作面即可正式回采。其計算公式如下:

其中，Q回為回采煤量，t;L為工作面走向長度，m;h為工作面傾斜長度，m;M為設(shè)計采高或采厚，m;d為煤的視密度，t/m3;K為工作面回采率。

2 三量的可采期限與計算

三量可采期限是指根據(jù)掘進和回采進度計算出的各個煤量可供開采利用的期限。為在一定時期內(nèi)，掘進工程構(gòu)成的煤量能保證滿足回采接替的需要，使資源準備達到最佳狀態(tài)，所以，要計算三量的可采期。它是平衡采掘接替關(guān)系的一個重要技術(shù)經(jīng)濟指標。為了使資源準備在時間上可靠，經(jīng)濟上合理，對大、中型礦井三量可采期限作如下規(guī)定:

開拓煤量的可采期限一般為3年～5年以上;準備煤量的可采期限一般為1年以上;回采煤量的可采期限一般為4個月～6個月以上。

一般認為，礦井三量符合上述要求，即可達到采掘平衡。否則造成采掘失調(diào)，接替緊張，但如果可采期過長，掘成的巷道閉置不用，使設(shè)備、資金積壓，并增加維護費用。三量實際可采期計算如下。

2．1 新建礦井移交生產(chǎn)時

開拓煤量可采期(年)=移交當時的開拓煤量/年設(shè)計生產(chǎn)能力。準備煤量可采期(月)=移交當時的準備煤量/平均月設(shè)計生產(chǎn)能力?；夭擅毫靠刹善?月)=移交當時的回采煤量/當年平均月計劃回采產(chǎn)量。

2．2 生產(chǎn)中礦井

開拓煤量可采期(年)=期末開拓煤量/當年計劃年產(chǎn)量。準備煤量可采期(月)=期末準備煤量/當年平均月計劃產(chǎn)量。回采煤量可采期(月)=期末回采煤量/當年平均月計劃回采產(chǎn)量。

開拓煤量和準備煤量可采期計算公式中，每年計劃產(chǎn)量超過設(shè)計能力時，用計劃產(chǎn)量;如果每年計劃產(chǎn)量未達到設(shè)計能力，采用設(shè)計能力。未審定生產(chǎn)能力的礦井，可按計劃產(chǎn)量計算可采期。衰老礦井可按每年計劃產(chǎn)量來計算可采期。應(yīng)當指出，三量的合理可采期是根據(jù)三量能否滿足“采掘平衡”的要求確定的。但影響三量合理可采期的因素很多，如井型、地質(zhì)條件、采掘能力和機械化程度等。因此，各煤炭企業(yè)要在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在保證開采水平、采區(qū)及工作面正常接替的原則下，結(jié)合本身的具體情況，研究確定適合自己的三量合理可采期限。

3 三量的統(tǒng)計與分析

為及時掌握三量的動態(tài)變化，反映生產(chǎn)準備程度和采掘關(guān)系，各生產(chǎn)礦井應(yīng)定期對三量及其可采期進行統(tǒng)計和分析。

3．1 三量的動態(tài)統(tǒng)計

它是通過繪制相關(guān)圖件，填寫相應(yīng)報表臺賬來完成的。儲量動態(tài)圖，是以采掘工程平面圖或煤層底板等高線及儲量計算圖為底圖，將三個煤量及呆滯煤量，損失量和采空區(qū)等，按不同顏色，符號繪制在圖的相應(yīng)位置。三量的統(tǒng)計，是按煤層、水平、采區(qū)和工作面分別計算出三個煤量及其可采期，以及呆滯煤量，并填寫相應(yīng)的三量動態(tài)統(tǒng)計表。

3．2 三量的動態(tài)分析

它是在三量動態(tài)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，分析三量的動態(tài)變化，主要內(nèi)容有:1)三量的劃分范圍是否合理，計算方法是否正確;2)三量增減原因和分布狀況。三量的增減要滿足生產(chǎn)的要求，且要符合以下關(guān)系式:期末結(jié)存煤量=期初原有煤量－期內(nèi)采出煤量+期內(nèi)新產(chǎn)生的煤量±期內(nèi)由各種原因引起的煤量變化。三量的分布也應(yīng)滿足生產(chǎn)的需要，分布要合理;3)呆滯煤量的數(shù)量和分布;4)三量的可采期分析，是否能保證采掘平衡。

4 儲量動態(tài)管理

為合理開發(fā)煤炭資源，加強儲量管理，在礦井開采過程中，要對煤炭的產(chǎn)量和損失量進行系統(tǒng)的統(tǒng)計，掌握儲量的動態(tài)變化，并對損失量和采出量進行全面的分析，以便采取措施，最大限度的減少煤炭損失，提高煤炭資源的回收率。生產(chǎn)礦井產(chǎn)量的統(tǒng)計不僅是檢驗企業(yè)生產(chǎn)效率的主要指標，也是檢查礦產(chǎn)資源回收和損失的基本依據(jù)。統(tǒng)計產(chǎn)量常用的方法有以下幾種。

4．1 實測統(tǒng)計

生產(chǎn)礦井定期對回采工作面和掘進工作面進行驗收測量。通過對回采工作面的長度、進度、采高、煤層厚度、浮煤厚度，以及掘進工作面的長度、斷面的丈量，計算出各采、掘工作面的產(chǎn)量，累計各工作面的產(chǎn)量，即為全礦總的產(chǎn)量。

4．2 生產(chǎn)統(tǒng)計

在出煤井口統(tǒng)計每班、每天出煤的車數(shù)，按礦車的平均載重量計算每天的產(chǎn)量，可按旬、月分別統(tǒng)計工作面、采區(qū)和全礦的產(chǎn)量。

4．3 銷售和存煤統(tǒng)計

根據(jù)銷售煤量和庫存煤量的統(tǒng)計，可計算出礦井在一定時間內(nèi)的產(chǎn)量。以上三種方法統(tǒng)計出的產(chǎn)量常有出入，可以相互校驗，以便準確地統(tǒng)計產(chǎn)量。其中以實測統(tǒng)計的產(chǎn)量相對可靠，因此，在計算損失率和回采率時，必須采用工作面實測計算的產(chǎn)量為依據(jù)。

5 結(jié)語

煤礦在建設(shè)生產(chǎn)中，由于各礦井地質(zhì)條件不同，使開拓方式、開采方法也會不同，三量的劃分也不盡相同。因此，根據(jù)各煤礦的實際情況，做好三量的管理，可以有效加強煤礦資源儲量的管理。

［1］李云霞，何均偉．淺談煤炭資源儲量管理［J］．煤炭工程，2006(3):81-82．