寧洋煤礦翠屏山組煤層開采技術(shù)分析

鐘聯(lián)強(qiáng)

摘? 要：隨著礦井開采的不斷延伸，資源逐漸枯竭，如何緩解儲量不足及生產(chǎn)接續(xù)緊張局面，保持礦井持續(xù)良性開采和資源節(jié)約集約綜合利用，成為煤礦急需解決的發(fā)展難題。面對諸多不利因素，寧洋煤礦近年來主要是通過對翠屏山組4#、8 #薄煤層的開采，積極探索翠屏山組煤層開采的新途徑，盡可能地加大翠屏山組煤層開采力度，解決煤層掘進(jìn)和開采的技術(shù)難題，降低開采成本，有效的調(diào)動了礦井開采翠屏山組煤層的積極性。

關(guān)鍵詞：極薄煤層;儲量;開采

分類號：D631.6

一、寧洋煤礦概況

寧洋煤礦始建于1989年，礦區(qū)面積8.6032平方公里，生產(chǎn)規(guī)模21萬噸/年，礦井主要開采煤層為童子巖組22#、21#煤層，隨著礦井開采的不斷延伸，主采煤層資源逐漸枯竭。但在礦井開拓過程中，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)翠屏山組4#、8#煤層儲量可觀，根據(jù)2007年9月福建省121煤田地質(zhì)勘探隊(duì)提交的《福建省寧洋煤礦生產(chǎn)勘探地質(zhì)報(bào)告》及省國土資源評估中心以閩國土資源儲評字【2012】149號（礦產(chǎn)資源儲量評審意見書），礦井至2012年6月保有儲量為568.3萬噸，其中22#（122b+333）為365.3萬噸，新增翠屏山組4#、8#煤層122b級為90.2萬噸，334級為112.8萬噸，4#、8#總儲量（122b+334）為203萬噸。

寧洋煤礦是個構(gòu)造復(fù)雜的礦井，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)為一向西傾的波狀起伏的向、背斜褶曲。地層總體北北東向，主要發(fā)育有F0、F4、F8斷層。煤層厚度變化大，尤其是翠屏山組4#、8#煤層，其厚度受后生構(gòu)造的改造后破壞，煤巖層發(fā)生強(qiáng)烈的形變，形成特殊構(gòu)造形態(tài)，受擠壓作用變成為薄及極薄煤層，主要特性：

4#頂板為泥巖，含植物碎屑化石，底板為泥質(zhì)砂巖，含豆?fàn)钅噘|(zhì)結(jié)核。簡單結(jié)構(gòu)， 4#煤層可采率約60%，為不穩(wěn)定煤層第二種，厚度在0.5～1.0m，平均厚度0.65m，煤層傾角18～60°，平均45°，煤質(zhì)為富灰、中硫、低磷、中發(fā)熱量的無煙煤。

8#頂板為砂質(zhì)泥巖，含植物碎屑化石，底板為泥質(zhì)砂巖，含植物根莖化石。簡單結(jié)構(gòu)， 8#煤層可采率約65%，為不穩(wěn)定煤層第二種，厚度在0.4～1.20m，平均厚度0.7m，煤層傾角15～65°，平均50°煤質(zhì)為富灰、中硫、低磷、中發(fā)熱量的無煙煤。

二、開采翠屏山組煤層的可行性、必要性分析

由于翠屏山組煤層均為薄及極薄煤層，且煤質(zhì)較差，開采成本高，巷道萬噸掘進(jìn)率也高，人均工效低，以往在我礦開采較少。但是，隨著煤炭資源不斷緊缺，煤炭銷售市場旺盛，翠屏山組4#、8#煤層開采也越來越得到重視。對翠屏山組煤層開采的可行性，必要性簡要分析如下：

1.生產(chǎn)工藝的提高，對開采翠屏山組煤層提供可靠的技術(shù)保障;

2.翠屏山組煤層作為主采煤層的配采煤層，開采時能充分利用主要煤層現(xiàn)有的生產(chǎn)巷道、生產(chǎn)設(shè)施，如4#煤層與童子巖組21#煤層平均層間距約200米，掘一石門即可揭露，較為便捷;

3.翠屏山組煤層開采時雖然消耗定額較高，日效較低，但因其頂、底板巖性較好，周期來壓一般緩慢，很少出現(xiàn)隨采隨冒事件，因此開采的安全性較高;

4.縣龍晶選煤廠成立，為劣質(zhì)煤炭銷售市場提供平臺。

5.開采翠屏山組煤層能使寶貴的資源不丟失，符合節(jié)約能源的大局，即可緩和生產(chǎn)接替緊張的局面，也能有效地延長礦井服務(wù)年限。

三、礦井對翠屏山組煤層開采提高資源節(jié)約與綜合利用的主要做法

1.建立開采翠屏山組煤層激勵機(jī)制，調(diào)動采煤隊(duì)開采翠屏山組煤層的積極性

1.1翠屏山組煤層開采成本高，開采難度大，回采工效低，勞動強(qiáng)度大，為了調(diào)動采煤隊(duì)伍開采翠屏山組煤層的積極性，該礦明確開采翠屏山組煤層的優(yōu)惠政策，出臺了《開采翠屏山組煤層承包優(yōu)惠辦法》、《關(guān)于翠屏山組煤層開采工資考核辦法》，對承包開采翠屏山組煤層的施工隊(duì)在上繳承包費(fèi)時給予適當(dāng)優(yōu)惠，對工班按煤層的厚度來定采煤單價等級和完成計(jì)劃指標(biāo)任務(wù)的加價措施，確保采煤隊(duì)平均工資不低于全礦采煤隊(duì)工資，以提高工人采翠屏山組煤層的積極性。

1.2由于開采翠屏山組煤層回采工效低，單產(chǎn)不高，一工班月產(chǎn)量一般只在500-700噸，不適宜大隊(duì)伍施工回采，為此在選擇開采翠屏山組煤層采煤隊(duì)伍時，本著少而精的原則，及時、精心組建施工隊(duì)伍，同時采取經(jīng)濟(jì)上扶持、管理上規(guī)范、后勤保障、收入上保障等做法，充分調(diào)動采煤隊(duì)伍的積極性。

1.3組織礦技術(shù)骨干開展技術(shù)分析和研究，對翠屏山組煤層開采方案開展技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性論證，制定科學(xué)合理的施工方案，在施工過程中加強(qiáng)現(xiàn)場施工指導(dǎo)，降低投入風(fēng)險(xiǎn)。明確了地質(zhì)找煤的獎勵辦法，按采出量0.5元/噸對個人進(jìn)行獎勵，提高了工程技術(shù)人員的地質(zhì)找煤積極性，為尋找可供開采的翠屏山組煤層提供了量的保證。

2.加強(qiáng)地質(zhì)前期工作，充分利用原有生產(chǎn)系統(tǒng)和巷道布置，選擇科學(xué)合理的巷道布置方式，以降低萬噸掘進(jìn)率

由于翠屏山組煤層在原來的地質(zhì)報(bào)告沒有提供詳細(xì)的報(bào)告，只有通過對以往已揭露的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析、現(xiàn)場資料的收集和地質(zhì)資料分析，找出翠屏山組煤層的賦存狀況比較正常穩(wěn)定塊段，以降低萬噸掘進(jìn)率，降低開采成本，做到有的放矢。2011年初，我礦生產(chǎn)技術(shù)部門認(rèn)真分析310采區(qū)+180-4#煤層開采情況，確定F8下盤4#煤層賦存較為穩(wěn)定，煤厚在0.3～0.9m左右。利用原有的21#石門運(yùn)巷打145米左右的石門見4#煤層進(jìn)行開采，2011年采該薄煤層4200噸。充分利用21#石門運(yùn)巷進(jìn)行綜合開采降低萬噸掘進(jìn)率，并提高資源利用率及經(jīng)濟(jì)效益。

3.開展技術(shù)攻關(guān)，解決翠屏山組煤層掘進(jìn)和開采的難題。

翠屏山組煤層開采難度大，表現(xiàn)為厚度薄、傾角大、掘進(jìn)率高、工人勞動強(qiáng)度大等，造成工作面有效開采斜長變短，同時送料、通風(fēng)困難，回采工效低，開采煤炭含矸率較高、開采效益差。為此該礦組織工程技術(shù)人員開展科技攻關(guān)，改進(jìn)翠屏山組煤層的采煤方法和掘進(jìn)工藝。

3.1組織工程技術(shù)人員深入現(xiàn)場，收集資料，集思廣益，應(yīng)用多種回采方法進(jìn)行試驗(yàn)，總結(jié)出了適合翠屏山組煤層的開采方法----“樹枝狀采煤法”，即在煤層運(yùn)巷每隔50米左右沿煤層正傾斜方向破眼50米---“主干”，兩眼之間沿煤拉斜坡—---“分枝”，“主干”上部采用斜坡采煤法，“分枝”相互溝通，采用短壁推采，“主干”作為行人、送料、溜煤使用。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐證實(shí)，該方法對于開采翠屏山組煤層技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理：一是增加工作面有效開采斜長，提高礦井資源回收率;二是便于行人、送料、出煤，改善了作業(yè)環(huán)境，減輕了回采工人的勞動強(qiáng)度，提高了回采工效;三是通過增加開采斜長，增加了開采煤量，降低了萬噸掘進(jìn)率，生產(chǎn)成本得到有效控制。

3.2成立科研小組，組織技術(shù)骨干，在翠屏山組煤層掘進(jìn)巷道中，開展中深孔爆破試驗(yàn)，采用二次掏槽，實(shí)行分裝分爆，并對炮眼布置、打眼、裝藥等工藝等進(jìn)行改進(jìn)，取得成功。一是提高了循環(huán)進(jìn)尺，一茬炮進(jìn)尺在1.8米以上;二是通過分裝分爆，回收了掘進(jìn)煤量，僅20120年度回收掘進(jìn)煤1000噸，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益;三是降低了火工品消耗，單耗下降10%;四是提高了單進(jìn)水平，員工的收入得到提高。

3.3優(yōu)化開采方案，選擇科學(xué)合理的巷道布置方式。首先，充分利用翠屏山組煤層頂板壓力小的有利條件，采用沿煤掘進(jìn)的巷道布置方式，邊掘、邊探、邊采，避免無效進(jìn)尺產(chǎn)生，有效降低了萬噸掘進(jìn)率。

四、開采極薄煤層取得主要成效及經(jīng)驗(yàn)

礦井從18年度開始加大了對翠屏山組煤層的開采力度，針對地質(zhì)儲量報(bào)告實(shí)際情況，從310采區(qū)180平南翼掘進(jìn)F8斷層的上、下兩盤全巖巷道1200米，通過開拓布置探巷的性質(zhì)加大對翠屏山組煤層的開采力度。近三年總投資情況為：18年開拓176.7萬元，19年生產(chǎn)主巷152.3萬元，20年主巷、采準(zhǔn)168.2萬元，總計(jì)497.2萬元。

1.開采極薄煤層取得主要成效

1.1極薄煤層開采取得量的突破，2018-2020年共采出煤量4.58萬噸，占總產(chǎn)量的10.8%，煤炭不含稅銷售單價為560元/噸，收入達(dá)2564萬元;

1.2區(qū)段下延速度得到有效控制，生產(chǎn)接替緊張局面得到緩和，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)接替;

1.3提高了礦井資源回采率，通過加強(qiáng)翠屏山組煤層配采的路子，延長礦區(qū)服務(wù)年限。

2.開采翠屏山組薄煤層取得主要經(jīng)驗(yàn)

2.1礦領(lǐng)導(dǎo)重視是前提

各級管理人員要統(tǒng)一思想，提高認(rèn)識，將合理有效開發(fā)利用翠屏山組煤層擺到突出位置，把各項(xiàng)制度、措施落到實(shí)處，積極推進(jìn)翠屏山組煤層開發(fā)利用工作，確保了翠屏山組煤層回采率的提高。

2.2培育和樹立職工的儲量資源危機(jī)意識是基礎(chǔ)

煤炭是不可再生的資源，煤炭生產(chǎn)礦井必然要經(jīng)歷由興旺到衰老的過程。該礦歷經(jīng)五十多年開采，開采水平越來越深，煤層賦存條件變差。針對這種實(shí)際，該礦領(lǐng)導(dǎo)高度重視，要求全體干部、職工切實(shí)樹立資源危機(jī)意識，轉(zhuǎn)變觀念，充分挖掘礦井內(nèi)部潛力，發(fā)揮現(xiàn)有存量資源-臨界可采煤層的作用，確保礦區(qū)生產(chǎn)“保規(guī)模，延年限”，造福企業(yè)員工。

2.3翠屏山組煤層開采利用政策扶持是關(guān)鍵

礦井、采煤隊(duì)二個不同層次在翠屏山組煤層開采利用大目標(biāo)上是一致的，但不同層次有不同追求，如何協(xié)調(diào)不同層次行動一致，特別是激發(fā)采煤隊(duì)員工主動性是制訂激勵措施的要點(diǎn)，要采取經(jīng)濟(jì)上扶持、管理上規(guī)范、收入上保障等新做法，確保既定工作的實(shí)施。

2.4技術(shù)先行是達(dá)到預(yù)期目的的保證

翠屏山組薄煤層開采在地質(zhì)分析、方案優(yōu)化、系統(tǒng)簡化、節(jié)省投資等方面都有很大的潛力，要重視發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員的作用，進(jìn)行深入細(xì)致的分析、論證和審查，確保翠屏山組煤層開采的經(jīng)濟(jì)性。

五、結(jié)束語

煤炭是不可再生的寶貴資源，隨著童子巖組主采煤層的儲量減少和資源的日趨匱乏，翠屏山組煤層開采得以高度重視，近年來該礦根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展和新形勢下各方面發(fā)展的需要，結(jié)合煤層分布情況，通過積極探索翠屏山組煤層開采的新途徑，采用新工藝加大對翠屏山組煤層的開采，有效地提高了翠屏山組煤層資源的開發(fā)和利用，提高了礦井資源的利用率。翠屏山組煤層開采工作成效顯著，寧洋煤礦近三年來共計(jì)投入資金497.2萬元，采出翠屏山組煤4.58萬噸，增加礦產(chǎn)品收入2564萬元，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為縣域內(nèi)其它煤礦企業(yè)開采翠屏山組煤層提供有效借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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