仙槎煤業(yè)復(fù)采及探煤優(yōu)化之實(shí)踐

摘 要：礦井現(xiàn)有資源瀕臨枯竭，原非正規(guī)采煤法開(kāi)采后煤炭回采率低，具有復(fù)采可行性，利用原有開(kāi)拓巷道可低成本投入即可增加礦井服務(wù)年限，緩解接替，增加煤炭回收率，為礦井創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：資源枯竭;復(fù)采前探煤方案;經(jīng)濟(jì)效益;安全性

1 礦井概況

江西仙槎煤業(yè)公司省屬國(guó)有重點(diǎn)煤礦，隸屬于江西煤炭集團(tuán)景德鎮(zhèn)分公司。礦區(qū)位于景德鎮(zhèn)市東南19公里處。井田位于萍樂(lè)坳陷帶涌山橋礦區(qū)的東北端，為一個(gè)不完整的向斜構(gòu)造。礦井地層傾角一般在40°～60°，屬急傾斜向斜構(gòu)造。礦區(qū)因向斜軸部抬起及歷經(jīng)多年開(kāi)采，現(xiàn)在只有五、六1、六2、七1、八1五個(gè)煤層在開(kāi)采，其中六1、七1、八1為主要可采煤層，五煤局部可采。各開(kāi)采煤層厚度均在1.5～3.0m之間。

礦井為煤與瓦斯突出礦井，各可采煤層均有突出危險(xiǎn)性。煤層自燃傾向性為不易自燃。礦區(qū)內(nèi)無(wú)大的導(dǎo)水?dāng)鄬雍秃畼?gòu)造，水文地質(zhì)條件原本簡(jiǎn)單，但因地方小井無(wú)序開(kāi)采，破壞地表、淺部地層、隔水煤柱等使礦井水文地質(zhì)類型人為復(fù)雜化。

礦井為平峒暗斜井多水平分區(qū)式開(kāi)拓，水平劃分為：一水平-120m以上、二水平 -120 ～-270m、 三水平-270 ～-400m、 四水平-400 ～-500m。目前開(kāi)采三水平、四水平，一、二水平已開(kāi)采結(jié)束。采煤方法原為斜切爆破采煤法，自2004年起改為偽俯斜柔性掩護(hù)支架采煤法。歷經(jīng)多年，該采煤方法已得到嫻熟運(yùn)用和改進(jìn)。現(xiàn)有四個(gè)采區(qū)以探明的斷層為界，均有獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)。

2 問(wèn)題的提出

2.1 斷層多、煤層賦存不穩(wěn)定

仙槎煤業(yè)礦井是有著50余年開(kāi)采歷史的老礦井，礦井現(xiàn)有資源瀕臨枯竭。隨著開(kāi)采深度的不斷延伸，礦井受向斜軸東淺西深的煤層構(gòu)造影響，使整個(gè)礦井范圍內(nèi)走向煤層縮短，可布置的工作面逐步減少，加之開(kāi)采深度增加接近逆沖斷層，煤層受逆沖斷層組的次生構(gòu)造影響，煤層賦存極不穩(wěn)定。因此，煤層實(shí)際可采儲(chǔ)量減少、斷層構(gòu)造增多成為當(dāng)前礦井保產(chǎn)、保接替的最大障礙。

2.2 煤炭?jī)r(jià)格下滑、生產(chǎn)成本增加

生產(chǎn)成本高礦井開(kāi)采水平不斷延深，使礦井運(yùn)輸環(huán)節(jié)增多，主要斜井提升已經(jīng)是三級(jí)提升，加之煤層賦存不可靠、探煤工程增多，點(diǎn)多面廣的格局長(zhǎng)期存在，因此礦井生產(chǎn)成本增加。而近幾年煤炭市場(chǎng)形勢(shì)極不理想，企業(yè)已連續(xù)三年生產(chǎn)成本與銷售價(jià)格倒掛，企業(yè)虧損相當(dāng)嚴(yán)重。這就要求礦井必須精打細(xì)算、深挖內(nèi)潛，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化生產(chǎn)方案。

2.3 復(fù)采可行性

仙槎煤業(yè)2003年以前開(kāi)采方式為斜切爆破采面法，該采煤方法煤炭損失量大，實(shí)際回采率不足50%，且我礦井二水平及以上煤層賦存相對(duì)穩(wěn)定，斷層構(gòu)造少。我局東方紅煤礦（與仙槎煤業(yè)礦井相鄰，屬同一煤系）為復(fù)采礦井，多年來(lái)復(fù)采取得了非常不錯(cuò)的生產(chǎn)效益。同時(shí)，在礦井內(nèi)進(jìn)行復(fù)采，大多系統(tǒng)巷道如軌道上山、溜煤溜矸巖等均較完好，可大大節(jié)約開(kāi)拓成本。仙槎煤業(yè)公司根據(jù)目前煤炭生產(chǎn)形勢(shì)和當(dāng)前客觀條件，決定在二水平以上原斜切爆破開(kāi)采后的采空區(qū)進(jìn)行復(fù)采。

3 復(fù)采探煤方案對(duì)比優(yōu)化

以仙槎煤業(yè)28采區(qū)為例：28采區(qū)原開(kāi)采標(biāo)高為-120～-270m，從-120～-215m區(qū)間各煤層均為原斜切爆破采煤后的采空區(qū)，其回采已有十余年之久，根據(jù)該區(qū)解開(kāi)密閉后現(xiàn)場(chǎng)勘察，區(qū)內(nèi)-190～-270溜煤眼完好、-120總回風(fēng)巷道完好、高位沉淀池完好，主要軌道上山無(wú)嚴(yán)重垮塌現(xiàn)象，主要石門(mén)和專用通風(fēng)上山垮塌相對(duì)嚴(yán)重。

根據(jù)這一狀況，要完善28采區(qū)各個(gè)系統(tǒng)，還需要進(jìn)行大量的工作，為此經(jīng)綜合考慮，公司制定了兩套方案：

方案一：首先完善采區(qū)內(nèi)運(yùn)輸提升系統(tǒng)，即28-270～-190軌道上山、28-190～-120軌道上山;然后在28-190石門(mén)、28-130石門(mén)同時(shí)掘進(jìn)和修理，以便快速進(jìn)駐工作面。最后利用安裝掩護(hù)支架、溜子設(shè)備期間完善脫水系統(tǒng)。

方案二：先完善28-270～-190軌道上山提升系統(tǒng)，然后修理-190石門(mén)，進(jìn)駐煤層機(jī)巷以摸清煤層賦存情況，確認(rèn)煤層賦存可靠后再完善28-190～-120軌道上山，繼而施工-130石門(mén)和煤層風(fēng)巷，同時(shí)利用此期間完善脫水系統(tǒng)。

比較兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)：方案一的優(yōu)點(diǎn)在于其-130、-190石門(mén)及煤層巷道兩個(gè)頭面同時(shí)拉開(kāi)，施工進(jìn)度快，投產(chǎn)周期短，對(duì)采區(qū)間的生產(chǎn)接替相當(dāng)有利;但其工程全面拉開(kāi)后，工程資金投入大。因復(fù)采煤層賦存可靠性必須經(jīng)巷探才能準(zhǔn)確探明，若資金大量投入，而煤層賦存不適于掩護(hù)支架開(kāi)采，則會(huì)造成大量巷道報(bào)廢，增加礦井生產(chǎn)成本。而方案二充分考慮這一點(diǎn)，先單線施工，首先在-190先進(jìn)駐煤層巷道探明煤層賦存，確定煤層可采性后，再全面部署工作面，經(jīng)兩套方案施工時(shí)間對(duì)比，實(shí)際投產(chǎn)時(shí)間方案一僅比方案二提前了3個(gè)月。因此，公司根據(jù)企業(yè)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，選擇了方案二。

4 小結(jié)

仙槎煤業(yè)公司按照上述方案的整體部署，2015年3月工作面已進(jìn)入生產(chǎn)階段。從仙槎煤業(yè)28采區(qū)復(fù)采、探采方案的實(shí)施提供了一系列可靠依據(jù)：其一，原斜切爆破采面法采后采空區(qū)進(jìn)行掩護(hù)支架煤層復(fù)采是可行的，這不僅利于本礦此類煤炭資源枯竭型礦井的采掘工作面調(diào)配，同時(shí)可提高煤層回收率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，穩(wěn)定礦井原煤產(chǎn)量。其二，在當(dāng)前煤炭經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下滑的情形下，準(zhǔn)備復(fù)采區(qū)可充分利用原有巷道，這樣可節(jié)約大量開(kāi)拓成本，如按一個(gè)采區(qū)主要開(kāi)拓巷道1000m計(jì)算，復(fù)采巷道60%的利用率，再加上20%維修率，一個(gè)采區(qū)光開(kāi)拓巖巷工程就可節(jié)約資金上百萬(wàn)元。其三，復(fù)采巷道均是在原采空區(qū)內(nèi)采煤作業(yè)，煤層瓦斯已得到充分的釋放，基本無(wú)需進(jìn)行瓦斯治理工作，煤層巷道施工安全性大大提高，同時(shí)也可節(jié)約瓦斯治理的一大筆費(fèi)用。其四，復(fù)采工程巷道施工布置、步驟的優(yōu)化、可行性分析具有相當(dāng)?shù)谋匾?，?fù)采煤層賦存與初采煤層賦存存在差異，亦屬一項(xiàng)探煤工程，不進(jìn)行復(fù)采可行性分析、不進(jìn)行巷道部署的優(yōu)化就有可能造成工程的報(bào)廢、資金的浪費(fèi)。其五，復(fù)采工程必須做好煤層自燃發(fā)火、水患的防治?？偠灾?，復(fù)采利與弊共存，只有在實(shí)踐中不斷摸索才能為礦井創(chuàng)造更多更大價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：

汪小明，男，1978年06月，采礦工程師，本科，現(xiàn)任江西仙槎煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)副總兼生產(chǎn)科長(zhǎng)。