平煤股份一礦礦井煤質(zhì)分析及優(yōu)化措施

韓秋月

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦，河南平頂山467011）

1 礦井基本情況、主要生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)布局

1.1 基本情況

平煤股份一礦東西走向長5公里，南北傾斜寬5.86公里，礦區(qū)面積29.3平方公里。礦井核定生產(chǎn)能力400萬噸/年。主采丁組、戊組煤層，煤種為1/3焦煤，一般作為動(dòng)力用煤。礦井為煤與瓦斯突出礦井，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，褶皺一般不發(fā)育，大中型斷層稀少。一礦井田內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡單，充水因素主要是頂板砂巖及老空積水。

1.2 主要生產(chǎn)系統(tǒng)情況

1.2.1 井下主運(yùn)輸和排矸系統(tǒng)

一礦井下有兩套主運(yùn)輸系統(tǒng)，承擔(dān)主運(yùn)輸任務(wù)。礦井排矸系統(tǒng)較為完善，具體情況如下：①三水平下延皮帶連續(xù)排矸系統(tǒng)。在三水平和北一井底車場分別設(shè)置有矸石倉，三水平下延各采區(qū)矸石通過三水平下延排矸巷皮帶運(yùn)輸至北一井底矸石倉，然后由北一進(jìn)風(fēng)井提升至地面。同時(shí)可通過各采區(qū)軌道系統(tǒng)利用礦車通過大巷、北一、北二副井提升至地面。四水平戊一采區(qū)矸石規(guī)劃通過采區(qū)雙向運(yùn)輸皮帶將矸石排至北三井底，再通過北三副井排至地面。排矸系統(tǒng)總的能力能夠滿足生產(chǎn)需要。②采區(qū)內(nèi)部排矸系統(tǒng)。三水平戊一下延、丁二采區(qū)利用皮帶下山運(yùn)煤皮帶分時(shí)段運(yùn)輸，同時(shí)還可設(shè)置區(qū)段矸石倉，增加礦井排矸系統(tǒng)的緩沖能力。

1.2.2 煤樓及動(dòng)篩車間生產(chǎn)系統(tǒng)

煤樓系統(tǒng)主要設(shè)備有鋼絲繩帶式輸送機(jī)、運(yùn)輸皮帶、滾軸篩及手選皮帶等。動(dòng)篩車間主要設(shè)備有運(yùn)輸皮帶、預(yù)分篩、刮板輸送機(jī)、手選皮帶、一級(jí)預(yù)分篩、二級(jí)預(yù)分篩、跳汰機(jī)等。二水平主斜井原煤升井后首先經(jīng)過煤樓初步篩選、去除50mm以上矸石，然后篩下物（0～50mm）與一水平主斜井原煤混合進(jìn)入動(dòng)篩車間，也可經(jīng)轉(zhuǎn)載進(jìn)入鐵路煤倉或外放至地面煤場。

1.2.3 洗煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)

洗煤工藝為由動(dòng)篩車間運(yùn)來的篩下9～50mm原煤采用脫泥有壓重介兩產(chǎn)品旋流器分選工藝；粗煤泥采用旋流器、振動(dòng)弧形篩和離心機(jī)回收工藝；細(xì)煤泥采用壓濾機(jī)和干燥爐烘干回收工藝；年處理原煤能力315萬噸。

2 2018年礦井工作面安排情況

2018年共動(dòng)用10個(gè)工作面。具體為：戊0-23070、戊0-23110、戊 0-23040、戊 0-31080、戊 8-31140、戊 8-32040、二水平丁二大巷煤柱、戊0-23060、戊0-31090、丁5-32080。

3 2018年煤質(zhì)情況分析

3.1 煤質(zhì)影響因素分析

3.1.1 地質(zhì)構(gòu)造因素

地質(zhì)構(gòu)造較多，已揭露的采面斷層密度約60～160條/km2，單個(gè)采面斷層條數(shù)一般在10～30條之間。深部區(qū)域斷層較淺部區(qū)域發(fā)育，三維勘探存在多條10m以上斷層，未知斷層較多，對(duì)采面采掘及工作面規(guī)劃布置影響較大，同時(shí)伴生斷層多、影響生產(chǎn)和煤質(zhì)。

主力工作面丁6-32030采面回采期間揭露未知斷層落差3.5～5.5m，走向影響480m，傾向影響40m，采面回采期間單產(chǎn)低，對(duì)煤質(zhì)影響嚴(yán)重。丁6-32050高抽巷掘進(jìn)中發(fā)現(xiàn)未知斷層落10m，受斷層影響采面走向壓減400m，并影響到相鄰采面規(guī)劃布置。戊0-31090采面斷層29條，落差2m以上斷層6條，采面過斷層期間破頂破底，嚴(yán)重影響煤質(zhì)。主力工作面戊0-31080采面風(fēng)巷切眼向外110m外開始到采面結(jié)束有一落差1.0～5.5m走向斷層1條，影響走向長度為1440m。二水平丁二大巷煤柱采面回采刀把后需跳眼搬家一次，搬家后回采300m左右，風(fēng)巷揭露一落差4.8m大斷層，估計(jì)影響全采面，頂?shù)装寰鶠樯皫r，走向預(yù)計(jì)影響100m。

3.1.2 礦井煤厚變薄、分合層變化較大

一二水平大部分戊組煤合層、厚度達(dá)6～7m，二水平下部和三水平以下區(qū)域煤層厚度逐漸變薄、分合層變化較大，礦井深部東翼丁、戊組煤不可采。三水平戊一上山及下延區(qū)域戊8煤厚1.3～2.5m，戊9煤厚1.0m左右，戊10煤分層、內(nèi)部煤矸互層、夾矸厚度0.2m以上，單層煤厚1.2～2.3m。丁組煤存在丁5、丁6分合層現(xiàn)象，丁6煤含夾矸，丁6-32030、丁6-32050采面夾矸厚度0.2～0.6m。煤厚變薄，但綜采綜掘機(jī)械化設(shè)備尺寸較大，采掘中需要破頂破底，影響煤質(zhì)。

3.1.3 頂板因素

老巷影響方面，3年內(nèi)共安排二水平各采區(qū)煤柱工作面9個(gè)、產(chǎn)量295萬噸，占3年總產(chǎn)量的23%。掘進(jìn)、回采過程中均要過多條不同層位的老巷，這些老巷長期變形、頂板破碎，影響產(chǎn)量和煤質(zhì)。頂板影響方面，下分層采面增加，3年內(nèi)產(chǎn)量231萬噸，占3年總產(chǎn)量的18%，由于接替原因下分層采面銹結(jié)時(shí)間短、頂板破碎。丁戊組頂?shù)装鍘r性多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，強(qiáng)度低、受壓易破碎。個(gè)別采面還存在薄煤帶。這些地質(zhì)因素均對(duì)煤質(zhì)造成較大影響。

3.2 工作面煤質(zhì)情況

根據(jù)各采面煤層厚度及地質(zhì)條件預(yù)測分析，一礦2018年毛煤發(fā)熱量計(jì)劃完成3580大卡/千克，具體工作面煤質(zhì)情況如下。

戊0-23070采面煤厚2.0m，預(yù)計(jì)2016年12月份開始回采，掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為45.68%，發(fā)熱量3732大卡/千克，回采期間采面過4條較大斷層，對(duì)煤質(zhì)影響較大，370m 處 H=3.0(走向/傾向影響 35/60)，480m 處 H=3.5(走向/傾向影響 50/50)，530m 處 H=2.2(走向/傾向 50/25)，停采線以里25m處H=3.0(傾向60m)，預(yù)計(jì)回采時(shí)毛煤發(fā)熱量在3300～3700大卡/千克。

戊9-23110采面煤厚2.8～1.2m，外段有150m長煤厚1.2m，有3條落差3m以上的斷層，對(duì)煤質(zhì)影響較大，根據(jù)相鄰采面煤質(zhì)情況，預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3300～3700大卡/千克。

戊0-23060采面煤厚2.0～3.3m，落差大于2.0m的斷層有5條，預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600～3900大卡/千克。

戊0-23040采煤煤厚3.0米，戊0內(nèi)部夾矸0.4m厚，預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600～3800大卡/千克。

二水平丁二大巷煤柱煤厚2.3～2.0m，有1條落差4.8m斷層，受老巷影響，預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600～3800大卡/千克。

戊0-31090采面煤厚1.8～2.2m，大于2m斷層有6條，掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.98%，發(fā)熱量3793大卡/千克?；夭蓵r(shí)毛煤發(fā)熱量3500～3700大卡/千克。

戊0-31080采面煤厚2.4m，有6條落差大于2.0m斷層，其中對(duì)煤質(zhì)影響較大的是風(fēng)巷切眼向外110m到采面結(jié)束有一落差1.0～5.5m走向斷層1條，掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.18%，發(fā)熱量3863大卡/千克。預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3600～3800 大卡/千克。

戊8-31140采面煤厚1.6～1.9m，有1條落差1.5～2.5m斷層，預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3400～3600大卡/千克。

戊8-32040采面煤厚2.0m，大于2m斷層有2條，其中1條4m斷層對(duì)煤質(zhì)影響較大，預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3500～3700大卡/千克。

丁5-32080采面煤厚2.0～2.7m，停采前440/240m分別有H=2.6/6.0斷層，掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.35%，發(fā)熱量3848大卡/千克，對(duì)煤質(zhì)影響較大，回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3600～3800 大卡/千克。

4 保證煤質(zhì)的舉措

4.1 完善礦井及采面排矸系統(tǒng)

優(yōu)化設(shè)計(jì)、完善排矸系統(tǒng)，按照規(guī)劃實(shí)施好各采區(qū)排矸系統(tǒng)，即三水平戊一下延采區(qū)實(shí)施區(qū)段矸石倉排矸方案，三水平戊二皮帶下山維修完成后及時(shí)布置雙皮帶運(yùn)輸排矸系統(tǒng)，加快四水平戊一皮帶上山進(jìn)度、及早布置雙向皮帶運(yùn)輸排矸系統(tǒng)。做到采面排矸系統(tǒng)與采面同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工，利用好排矸系統(tǒng)，努力做到分采分運(yùn)、分掘分運(yùn)。

4.2 優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)

合理確定工作面布置方式，避開惡劣地質(zhì)條件，盡量減少老巷、斷層、薄煤帶對(duì)工作面的影響。

4.3 做好采高管理工作

綜采工作面合理選擇液壓支架，回采中逐月分段確定采高，減少破頂、破底量。

4.4 加強(qiáng)斷層帶、薄煤帶煤質(zhì)管理

針對(duì)采掘工作面過斷層、薄煤帶和煤層分合層線等地質(zhì)影響區(qū)域，組織制定專項(xiàng)措施保證煤質(zhì)。