淺談如何提高復(fù)雜煤層煤炭資源的回收率

黃文博

摘 要：針對礦井煤炭資源損失嚴(yán)重問題，文章從五個方面探討了提高復(fù)雜條件煤炭資源回收的措施，即改良采煤方法、合理集中生產(chǎn)、加強(qiáng)地質(zhì)研究、加強(qiáng)儲量管理工作及多方面綜合分析，期望對相關(guān)煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理有所借鑒。

關(guān)鍵詞：采煤方法；集中生產(chǎn)；地質(zhì)研究；儲量管理

中圖分類號：TD82.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）17-0168-02

1 學(xué)習(xí)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，改良采煤方法

采煤方法對于煤礦安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響，礦井在設(shè)計采煤方法中應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、安全開采、設(shè)備情況、煤炭采出率等多方面因素，以保證礦井安全生產(chǎn)、良好經(jīng)濟(jì)效益和較高煤炭采出率為制定采煤方法指導(dǎo)方針。南方煤層易受大推覆斷層的影響，加上后期構(gòu)造的迭加，使得井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，造成煤層賦存的復(fù)雜多變，煤層走向上、傾向上都不穩(wěn)定，煤層多為薄至極薄的不穩(wěn)定煤層，厚度變化很大，且分叉、分刺，形狀多種多樣，造成在可采區(qū)內(nèi)有大范圍的不可采塊段，在不可采區(qū)內(nèi)有大范圍的可采塊段，致使在采煤過程中需要根據(jù)地質(zhì)條件需要而調(diào)整采煤方法，造成了采煤方法的多樣性，如應(yīng)用較多的倒臺階采煤方法、斜坡采煤法以及掩護(hù)支架采煤法等。對于采煤方法的改革，重點應(yīng)放在以下兩個方面。

1.1 加大開采高度

煤層在開采時應(yīng)做到一次性采全高，特別是在厚煤層開采時應(yīng)盡量采用中深孔鉆眼爆破工藝，減少出現(xiàn)留頂煤或漏底煤情況的發(fā)生，提高煤炭資源的回收率。

1.2 選擇正規(guī)采煤方法

由于受地質(zhì)條件限制，南方正規(guī)采煤方法主要存在以下三種情況：

①傾斜和緩傾斜煤層中采用短壁后退式采煤方法。

②對于急傾斜煤層的開采，南方煤礦應(yīng)用較多的采煤方法為斜坡、掩護(hù)支架以及倒臺階采煤方法，每種采煤方法的應(yīng)用都需結(jié)合中深孔爆破工藝。

③所開采煤層傾角較變較大，因而采取了多種方法相結(jié)合的混合式采煤方法，如圖1（a）、（b）所示。

2 優(yōu)化礦井開拓方案，合理集中生產(chǎn)

2.1 工作面改造

煤礦地質(zhì)條件一般呈現(xiàn)復(fù)雜多變性質(zhì)，并且由于地質(zhì)勘探資料數(shù)據(jù)的限制，礦井設(shè)計中會缺乏對某些具體小地質(zhì)構(gòu)造的應(yīng)對措施，這就要求生產(chǎn)過程中根據(jù)實際情況而調(diào)整生產(chǎn)設(shè)計方案與進(jìn)行工作面改造工作。

比如含一采區(qū)+625水平有一煤層，總體構(gòu)造為F31斷層下盤的復(fù)式褶曲構(gòu)造。由于該煤層在625及650區(qū)段傾向出現(xiàn)小向背斜構(gòu)造，早期布置準(zhǔn)備巷對背斜西翼的煤層進(jìn)行開采，掘至軸部時以為煤層夾薄，已準(zhǔn)備退采，后經(jīng)石門揭露出來的巖性進(jìn)行對比分析，及時在下順槽段往東穿板補(bǔ)一全巖小井見小向斜軸部后，再對該區(qū)段的煤層進(jìn)行合理開采，避免上千噸煤炭的丟失，如圖2所示。

分析含春礦含一采區(qū)過斷層方案這一實例可知，遇到特殊地質(zhì)構(gòu)造情況下，應(yīng)根據(jù)工程實際條件制定應(yīng)對措施，減少煤炭資源的損失。因此，技術(shù)人員應(yīng)該深刻意識到地質(zhì)構(gòu)造對生產(chǎn)設(shè)計造成的影響，并相應(yīng)地制定解決措施。生產(chǎn)單位要嚴(yán)格按照施工設(shè)計進(jìn)行施工操作，使得工作面上下同時作業(yè)，避免因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化出現(xiàn)廢港。為保證技術(shù)人員對于礦井地質(zhì)條件有及時、全面的了解，其應(yīng)定期到井下現(xiàn)場進(jìn)行地質(zhì)資料收集，研究地質(zhì)規(guī)律，做好地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作，保證煤礦生產(chǎn)安全有效進(jìn)行。

2.2 減小煤柱損失

煤柱損失是礦井煤炭損失的一大重要來源，礦井生產(chǎn)設(shè)計中應(yīng)盡可能不使用或縮減煤柱，減小煤柱資源損失的可行方法有四種：

①采用窄煤柱護(hù)巷，縮減煤柱寬度至5 m左右。

②合理布設(shè)生產(chǎn)方式，可采用跨采區(qū)生產(chǎn)方式，減少隔離煤柱的設(shè)置。

③采區(qū)規(guī)劃合理布設(shè)，可適當(dāng)增加采區(qū)面積。

④斷層保護(hù)煤柱或保水煤柱的設(shè)置應(yīng)科學(xué)合理。

3 深入分析地質(zhì)條件，減少地質(zhì)損失

3.1 降低煤柱與三角煤量損失

礦井生產(chǎn)設(shè)計中應(yīng)詳查地質(zhì)報告，做好地質(zhì)條件的預(yù)測與預(yù)報工作，并依據(jù)地質(zhì)條件制定合理的斷層煤柱留設(shè)、三角煤開采方案。

3.2 降低新地質(zhì)情況下煤炭損失率

煤礦地質(zhì)勘探中往往對某一地質(zhì)構(gòu)造或區(qū)域煤層產(chǎn)狀勘測不詳細(xì)，實際生產(chǎn)中不可避免地會出現(xiàn)地質(zhì)資料中沒有的新地質(zhì)情況。當(dāng)巷道掘進(jìn)中遇到新地質(zhì)條件時，應(yīng)制定合理的區(qū)域開拓與開采方案，保證構(gòu)造區(qū)域煤炭資源的有效回收。比如，在含春礦含一采區(qū)+625水平三東石門07N北運(yùn)巷，該運(yùn)巷在往北掘進(jìn)時，煤層頂板出現(xiàn)較大尖刺，由于運(yùn)巷跟煤層頂板掘進(jìn)并沿尖刺帶掘進(jìn)直至煤層尖滅，而后技術(shù)人員在地質(zhì)情況不清楚的情況下就布置退采，后經(jīng)對比分析，重新掘一準(zhǔn)備巷，避免了上千噸煤炭的丟失，開采方案如圖3所示。

4 強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)管理，做好煤炭儲量管理工作

4.1 建立健全儲量管理體系

健全的儲量管理體系是保障煤炭資源回收的管理基礎(chǔ)，礦井生產(chǎn)過程中應(yīng)建立以煤礦總工程師為領(lǐng)導(dǎo)的儲量管理機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)成員除包括總工程師之外，還應(yīng)包括項目專業(yè)人員、相關(guān)科室管理與技術(shù)人員。

4.2 嚴(yán)格執(zhí)行開采技術(shù)措施

開采技術(shù)措施的執(zhí)行是保證煤炭資源有效回收的技術(shù)前提，為切實做好開采技術(shù)執(zhí)行工作，煤礦管理中需做好兩個方面的內(nèi)容：

①礦井生產(chǎn)設(shè)計中應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件因素，綜合考慮煤礦現(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)水平，制定科學(xué)合理的礦井開拓方案與采煤方法。

②任何部門和任何人要嚴(yán)格執(zhí)行開采設(shè)計要求，不得隨便更改設(shè)計和違反開采程序，對于隨意丟失煤炭資源和亂采亂挖，弄虛作假的行為要追究責(zé)任，嚴(yán)肅處理。這就要求在實際生產(chǎn)過程中嚴(yán)格按照規(guī)章制度行事，禁止虛假報損現(xiàn)象的發(fā)生。

4.3 提高儲量管理效率

儲量管理是煤礦生產(chǎn)設(shè)計的重要依據(jù)，在實際生產(chǎn)過程中，提高儲量管理效率的有效途徑有三種：

①煤礦掘進(jìn)與開采生產(chǎn)需嚴(yán)格按照整個礦井或采區(qū)的設(shè)計層位進(jìn)行。

②開采過程中的采高應(yīng)嚴(yán)格控制，避免采高變化引起的資源損失。煤礦實際回采生產(chǎn)中易引起采高變化的情況有兩種：

第一種是開采班組為了刻意追求生產(chǎn)進(jìn)度而盲目推進(jìn)開采進(jìn)度，忽略采高的變化。

第二種是特殊條件下開采困難，開采班組故意降低采高。這兩種現(xiàn)象在煤礦生產(chǎn)中較為普遍，尤其對于厚煤層工作面的開采，人為的改變采高易造成較大的資源浪費(fèi)。因此，煤礦在生產(chǎn)管理中應(yīng)采用精細(xì)化的管理方式，并嚴(yán)格的規(guī)范制度對不合理開采行為進(jìn)行懲罰。

③工作面開采過后遺落的浮煤與落煤應(yīng)清理干凈，不要一味地趕超進(jìn)度而造成資源的浪費(fèi)，可將浮煤的清理當(dāng)作生產(chǎn)過程中的一道工序，保證資源的不遺漏、不浪費(fèi)。

5 多方面因素分析，提高煤炭回采率

作為一項綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，煤炭回收率反映了煤礦生產(chǎn)過程中的綜合管理與技術(shù)水平。對煤炭回采率的產(chǎn)生影響的因素是多方面的，如礦井設(shè)計、生產(chǎn)施工、員工素質(zhì)等，提高煤炭回收率的重要前提就是對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。

應(yīng)加強(qiáng)礦區(qū)地質(zhì)資料的調(diào)查與分析，掌握開采煤層的構(gòu)造形態(tài)及煤層賦存規(guī)律，了解施工隊伍的作業(yè)素質(zhì)高低，并根據(jù)掌握的地質(zhì)資料合理布置采準(zhǔn)巷道與工作面，采煤方法的選擇亦需要結(jié)合地質(zhì)與煤礦實際條件。

除施工設(shè)計之外，還需要加強(qiáng)對采煤的生產(chǎn)管理工作，用規(guī)范化的制度作為基礎(chǔ)，保障生產(chǎn)工作的安全有效進(jìn)行和提高煤炭資源回收率。

6 結(jié) 語

作為中國的主要能源之一，煤炭在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)階段煤炭行業(yè)發(fā)展正面臨著重大的危機(jī)，在此形勢下，提高煤炭回收率、降低煤炭開采成本，是未來煤企發(fā)展的重點。

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