關(guān)于如何延長衰老礦井服務(wù)年限的應(yīng)用研究

【摘要】自上世紀(jì)50年代以來，我國煤炭開采行業(yè)如火如荼般進(jìn)行，隨著資源得到不斷開發(fā)利用，許多老礦井相繼進(jìn)入資源枯竭階段。為響應(yīng)國家關(guān)于建設(shè)資源節(jié)約型社會的號召，在這些老礦井內(nèi)，應(yīng)該重視余煤的回收利用，以提高資源回收率，延長礦井服務(wù)年限。本文以某礦為例，該礦經(jīng)過重組、重新核定生產(chǎn)能力后，邊角煤回收率仍然很低，經(jīng)過一些措施整改后，資源回收率得到明顯改善。

【關(guān)鍵詞】老礦井、資源枯竭；服務(wù)年限；回收率

眾所周知，煤炭資源作為不可再生資源的一種，隨著開采技術(shù)的不斷升級和資源的不斷開發(fā)利用，儲量已變得岌岌可危。據(jù)不完全統(tǒng)計，煤炭資源最多不超過100年內(nèi)將一采而空。在這樣嚴(yán)峻的形勢下，特別是對于那些老礦井來說，如何提高資源回收率和延長礦井服務(wù)年限是生存根本。總的來說，當(dāng)務(wù)之急就是要在開采條件復(fù)雜、資源賦存條件差的情形下，充分開發(fā)利用儲量表內(nèi)的煤炭資源，嘗試向斷層、構(gòu)造、采區(qū)邊界等特殊區(qū)域索煤，與此同時，還應(yīng)該采用先進(jìn)物探、鉆探技術(shù)尋找儲量表外的煤炭資源。

1.工程概況

某礦井1983年11月建成投產(chǎn)，設(shè)計能力為60萬噸/年，由于地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，一直未能達(dá)產(chǎn)，2011年對其生產(chǎn)能力了重新核定，核定生產(chǎn)能力為30萬噸/年。該礦井田面積21.82平方公里，井田內(nèi)含煤地層為晚石炭紀(jì)的太原組和二疊紀(jì)山西組，兩地層共賦存七層煤，除5號煤層全區(qū)可采外，其余煤層皆屬不可采或局部可采煤層，采礦證批準(zhǔn)的開采煤層為5號煤。5號煤厚度0.79-8.96米，平均厚度4.47米，煤層綜合結(jié)構(gòu)0.73（0.42）0.71（0.21）1.21（0.26）0.93。目前開采水平+150米，最大開采深度600米。2011年對生產(chǎn)能力進(jìn)行重新核定時，邊角煤的回收量占到總產(chǎn)量的28.6%，采區(qū)損失量為2.16萬噸，隨著煤炭資源的不斷開發(fā)，該礦正面臨著資源枯竭的困境。

2.提高資源回收率的途徑

為了最大限度開發(fā)利用煤炭資源，應(yīng)掌握和運(yùn)用先進(jìn)物探技術(shù)與手段，摸清礦井地質(zhì)構(gòu)造與煤層賦存情況，積極向斷層帶、構(gòu)造帶、采區(qū)邊界等特殊區(qū)域索煤，以充分開發(fā)利用煤炭儲量表內(nèi)外資源。同時，通過加強(qiáng)資源管理與現(xiàn)場管理、改進(jìn)回采工藝等手段，達(dá)到延長衰老礦井服務(wù)年限的目的。結(jié)合筆者多年工作經(jīng)歷，以下將談?wù)勌岣哔Y源回收率、延長礦井服務(wù)年限的具體做法與途徑。

2.1合理開發(fā)利用受地質(zhì)條件限制的煤炭資源

該礦區(qū)南以雙泉—龍陽—石橋大斷裂為界，北以杜康溝逆斷層為界，西以清峪河正斷層（位于三原魯橋至洪水一線）為界，東北以愛帖村逆斷層為界，東以黃河為界。在這個近東西向的狹長地帶內(nèi)，含煤地層總體呈一向北西緩傾的單斜構(gòu)造，基底為奧陶系石灰?guī)r；構(gòu)造變動以斷裂構(gòu)造為主，平緩波狀起伏次之。對于復(fù)雜斷層、構(gòu)造地質(zhì)，應(yīng)合理采用、物探、鉆探等先進(jìn)的地質(zhì)勘測技術(shù)，以查明斷層、構(gòu)造情況與下組煤的地質(zhì)水文條件、明確井田深部邊界，對礦井的煤炭資源分布以及儲量類型有個清晰的了解。在遇到復(fù)雜地質(zhì)條件開采煤炭時，應(yīng)最大限度地減少三角煤，康健回收煤炭資源。

2.2加強(qiáng)回收率管理組織建設(shè)

由于該礦煤炭資源儲量臨近枯竭，因而在開采設(shè)計上應(yīng)充分考慮資源的回收率，對于巷道能夠掘到的資源塊段不管盈虧公司都以回收利用。根據(jù)上級對煤炭回收率方面的管理要求，制定了嚴(yán)格的關(guān)于提高回采率相關(guān)規(guī)章制度，礦井和采區(qū)的回采率與礦長、總工程師、生產(chǎn)科長掛鉤，工作面的回采率跟生產(chǎn)科長、調(diào)度主任和采煤隊三名隊干掛鉤。該規(guī)定明確了礦長、總工程師對煤炭資源的合理開采及保證采出率指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求負(fù)全面責(zé)任，采掘區(qū)隊主管技術(shù)員對煤炭資源的合理開采及保證采出率指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求負(fù)直接責(zé)任；生產(chǎn)技術(shù)部門負(fù)責(zé)提高煤炭資源采出率的技術(shù)管理工作，設(shè)計部門負(fù)責(zé)從設(shè)計參數(shù)上保證采出率達(dá)到技術(shù)政策的規(guī)定；地測部門是煤炭資源合理開采和采出率實(shí)測、檢查的監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)各項儲量管理規(guī)程、辦法和有關(guān)技術(shù)政策貫徹實(shí)施的具體工作。除嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)提高采出率的規(guī)定外，各采煤隊采出率管理小組針對每個工作面情況制定提高采出率管理辦法，經(jīng)礦采出率管理小組同意后執(zhí)行，對不同時期出現(xiàn)的具體問題，制定了專項補(bǔ)充措施，經(jīng)礦相關(guān)部門會審后實(shí)施。自制定此項制度以來收到了良好的效果，礦井回采率達(dá)到51.2%，采區(qū)回采率達(dá)到78.8%，工作面回采率達(dá)到96.5%，高于國家核準(zhǔn)采區(qū)回采率（75%）和工作面回采率（93%）。

2.3制定采出率指標(biāo)及提高采出率措施

根據(jù)有關(guān)儲量管理規(guī)定，分層工作面采出率不小于95%，網(wǎng)下放頂煤工作面改正后采出率不小于85%，全層炮放、綜放工作面改正后采出率不小于80%。

為達(dá)到或超過上述規(guī)定的采出率指標(biāo)，制定以下措施：（1）要求地測部門每旬進(jìn)行一次煤厚鉆探，為計算采出率提供依據(jù)；（2）回采工作面不得無故丟底煤，若因地質(zhì)條件變化必須丟底煤時，必須以文字形式報礦總工程師批準(zhǔn)，并送地測部門備案，未經(jīng)批準(zhǔn)擅自丟底煤時，按每噸20元對單位罰款；（3）嚴(yán)格控制采空區(qū)丟浮煤，必須把清理浮煤作為采煤工作面一道正常工序認(rèn)真執(zhí)行，并當(dāng)作工作面工程質(zhì)量的一項主要驗(yàn)收項目。采空區(qū)浮煤控制標(biāo)準(zhǔn)為：分層工作面不得超過60mm，分層底工作面不得超過30mm，放頂煤工作面網(wǎng)下不得超過150mm，否則對超出部分按每噸20元罰款；（4）回采工作面必須按設(shè)計位置終采，如未經(jīng)批準(zhǔn)擅自提前終采，則按丟煤量每噸罰款20元。

2.4改進(jìn)回采工藝

（1）改變工作面放煤步距為0.6m。以往放煤步距為0.8m，由于放煤步距過大，丟煤較多，頂煤不易放凈。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)煤層厚度在6.0m以上時，采用0.6m放煤步距最佳；（2）限制工作面推進(jìn)度。資源儲量管理人員每月初按計劃產(chǎn)量和規(guī)定采出率確定各工作面推進(jìn)范圍，每旬對各采面推進(jìn)度進(jìn)行考核，發(fā)現(xiàn)在規(guī)定推進(jìn)范圍內(nèi)或超過推進(jìn)范圍但其采出率達(dá)到規(guī)定要求的給予獎勵，否則進(jìn)行重罰；（3）加強(qiáng)工作面端頭放煤。采取工作面上下靠老空側(cè)打戧棚等支護(hù)手段加強(qiáng)端頭支護(hù)、工作面放煤先放上端頭等工序，使工作面端頭得到充分放煤。特別是工作面端頭臨近采空區(qū)，或附近不再布置工作面且附近無火區(qū)或采空區(qū)自燃時。放煤時在回風(fēng)巷上幫打好戧棚，對巷道斷面內(nèi)工作面機(jī)尾正上方進(jìn)行剪口放煤，使工作面的采出率進(jìn)一步得到提高；（4）加強(qiáng)工作面煤壁注水和回風(fēng)巷靜壓注水。工作面煤壁注水嚴(yán)格按注水措施執(zhí)行，注水過程中安全檢查員現(xiàn)場監(jiān)督，并在注水原始記錄本簽字；（5）采用無煤柱開采，使資源充分回收；（6）對殘采煤柱進(jìn)行合理回采。目前該存在許多殘采煤柱，儲量少，系統(tǒng)不完善，壓力大，回采難度大。為充分利用資源，在礦領(lǐng)導(dǎo)的積極支持及帶動下，綜合分析研究，采取合適的技術(shù)手段，盡量回收這部分資源，為礦井創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.結(jié)語

通過加強(qiáng)組織管理、改進(jìn)回采工藝、積極開發(fā)利用儲量表內(nèi)外資源等一系列措施，該礦資源回收率得到明顯好轉(zhuǎn)，采區(qū)回采率高于國家標(biāo)準(zhǔn)3.8個百分點(diǎn)，工作面回采率高于國家標(biāo)準(zhǔn)3.5個百分點(diǎn)。由此可見，提高資源回收率、延長礦井服務(wù)年限最有效的方式就是提高資源開發(fā)利用水平。該礦將一如既往的抓安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作，堅決落實(shí)國家關(guān)于提高資源回收率的法律法規(guī)，堅持科學(xué)發(fā)展觀，為實(shí)現(xiàn)礦井服務(wù)年限延長、構(gòu)建和諧礦區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

蔣永杰，男，（1972-），陜西蒲城人，本科學(xué)歷，工作于陜西建新煤化有限責(zé)任公司，工程師。