煤礦資源回收率問題的探索與對(duì)策

摘要：煤炭是不可再生的珍貴資源，通過地質(zhì)普查、詳查和精查，實(shí)際可供回采的煤炭資源量仍十分有限。提高煤炭資源回收率，珍惜煤炭資源，最大限度地延長礦井開采壽命，是關(guān)系到礦區(qū)長遠(yuǎn)發(fā)展和職工切身利益的大事，對(duì)煤礦科學(xué)發(fā)展具有重要意義。對(duì)資源回收率方面存在問題，以國投新集能源股份有限劉莊煤礦為例進(jìn)行煤炭資源回收分析，探討提高資源回收率的管理對(duì)策，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦 資源 回收率

中圖分類號(hào)：F27文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-291X（2011）25-0036-02

一、劉莊煤礦概況

國投新集公司劉莊煤礦位于安徽省穎上縣。井田面積約90平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量15.6億噸，可采儲(chǔ)量6.8億噸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力800萬噸/年，配套建設(shè)選煤廠。該礦2003年開工建設(shè)，2006年10月建成試生產(chǎn)。在礦井建設(shè)中，大膽創(chuàng)新，瞄準(zhǔn)國內(nèi)外現(xiàn)代化一流技術(shù)水平，以優(yōu)化設(shè)計(jì)、應(yīng)用新技術(shù)、提高礦井裝備水平為手段，先后獲安徽省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國家“魯班獎(jiǎng)、中國第一對(duì)數(shù)字化礦井、全國煤炭工業(yè)特級(jí)安全高效礦井”等殊榮。該礦西三采區(qū)的東半?yún)^(qū)地層走向北東東，傾向南東，平均傾角8°。西三采區(qū)的西半?yún)^(qū)位于謝橋向斜軸的轉(zhuǎn)折端，地層走向由北東轉(zhuǎn)為南北，傾向南東到東。工作面為傾斜長臂布置，煤層發(fā)育穩(wěn)定，分析對(duì)比勘探鉆孔資料，平均厚度5m～6m。該礦五個(gè)主采煤層平均厚度2.5m以上，煤層傾角較平緩，結(jié)合國內(nèi)外煤炭開采技術(shù)的發(fā)展和國投新集礦區(qū)綜采實(shí)踐，選擇以綜采為主的采煤工藝。

二、煤炭資源回收存在的主要問題分析

國家和行業(yè)部門已制定了煤炭資源回收管理辦法等相關(guān)政策、文件，采取多項(xiàng)措施提高煤炭資源回收率，取得了一定的效果。但丟失浪費(fèi)煤炭資源的現(xiàn)象仍然存在，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.對(duì)資源回收管理認(rèn)識(shí)不到位。缺乏對(duì)煤炭資源回收率重要性的認(rèn)識(shí)，身在煤礦不珍惜煤炭；缺乏對(duì)煤炭資源與經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系的認(rèn)識(shí)，急功近利，只看眼前利益，沒有認(rèn)識(shí)到提高煤炭資源回收率是關(guān)系到礦井壽命和長遠(yuǎn)發(fā)展的一件大事。煤炭是不可再生的能源，中國又是能源消費(fèi)大國，為國家充分回收煤炭資源，避免浪費(fèi)，是煤礦專業(yè)技術(shù)管理的一項(xiàng)基本工作。應(yīng)加大宣傳力度，充分認(rèn)識(shí)煤炭是不可再生的資源，事關(guān)礦區(qū)長遠(yuǎn)發(fā)展，從而自覺做好資源回收管理工作。

2.現(xiàn)場(chǎng)管理中缺少監(jiān)督制約機(jī)制。進(jìn)一步健全機(jī)構(gòu)，完善制度，落實(shí)責(zé)任，嚴(yán)格考核獎(jiǎng)懲制度。要嚴(yán)格資源回收責(zé)任的落實(shí)，各項(xiàng)獎(jiǎng)懲措施必須到位。特別是加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，在考核采煤區(qū)產(chǎn)量和煤質(zhì)的同時(shí)，要認(rèn)真對(duì)照實(shí)際煤厚和回采距離情況，準(zhǔn)確測(cè)定煤炭資源實(shí)際損失量，制定嚴(yán)格的獎(jiǎng)罰措施。對(duì)頂?shù)酌夯厥涨闆r現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，加倍獎(jiǎng)罰，利用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)動(dòng)職工回收資源的積極性。在厚煤層發(fā)育穩(wěn)定的井田，布置回采工作面時(shí)，要充分考慮對(duì)資源的回收，盡量減少損失和不必要的浪費(fèi)。對(duì)于中小型斷層，甚至規(guī)模稍大一點(diǎn)的斷層，在進(jìn)行超前探測(cè)、排除安全隱患后，工作面能跨過斷層布置的，盡量跨過斷層布置，以延長工作面、采區(qū)及礦井的服務(wù)年限。

3.開采方案選定不盡合理。設(shè)計(jì)回采工作面時(shí)，丟失邊角塊段較多、較大。支架選型不合理，存在丟底煤現(xiàn)象，中厚煤層未分層開采，底煤損失較大。部分礦井損失量圖標(biāo)注不全、不規(guī)范，損失沒有統(tǒng)計(jì)或少算損失量等。要確保煤炭資源顆粒歸倉，應(yīng)從管理創(chuàng)新和科技創(chuàng)新入手，采取綜合措施。進(jìn)一步做好資源管理基礎(chǔ)工作，儲(chǔ)量管理基礎(chǔ)資料齊全，全面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理、微機(jī)管理、動(dòng)態(tài)管理。儲(chǔ)量管理人員要深入井下，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，注重收集第一手資料。在填繪圖紙、填寫賬卡時(shí)，執(zhí)行審核、檢查制度，力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、來源可靠，儲(chǔ)量計(jì)算有依據(jù)，采出量、損失量統(tǒng)計(jì)數(shù)字真實(shí)、及時(shí)、準(zhǔn)確、清楚，圖、文、表對(duì)應(yīng)。發(fā)現(xiàn)丟失煤量行為要及時(shí)核實(shí)、匯報(bào)，及時(shí)采取措施補(bǔ)救。儲(chǔ)量管理工作要有一定的連續(xù)性，人員調(diào)動(dòng)時(shí)要做好交接工作，并補(bǔ)齊所有的資料和數(shù)據(jù)。

4.地質(zhì)信息技術(shù)研究不到位。要加強(qiáng)地質(zhì)信息研究，采用高分辨率三維地震勘探技術(shù)等先進(jìn)的探查方法，摸清資源賦存情況，準(zhǔn)確地劃分采區(qū)內(nèi)的綜采塊段、普采塊段和其他塊段。布置工作面時(shí)避開斷層帶，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)信息超前預(yù)測(cè)，把地質(zhì)、設(shè)計(jì)、安全有機(jī)地結(jié)合起來。在編制采區(qū)設(shè)計(jì)方案時(shí)，要組織設(shè)計(jì)、采掘、儲(chǔ)量管理等技術(shù)人員進(jìn)行討論會(huì)審，確定開采程序，做到合理配采。對(duì)于煤層賦存條件發(fā)生變化，出現(xiàn)大中型地質(zhì)構(gòu)造和煤層變薄等情況，影響正常開采時(shí)，地質(zhì)及儲(chǔ)量管理人員要與設(shè)計(jì)人員一起分析研究煤層賦存變化情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)采煤方法，減少面積損失，并實(shí)現(xiàn)邊角殘煤的安全回收，最大限度地減少丟煤量。在布置回采工作面時(shí)，要合理加大采區(qū)階段的走向長度和傾斜長度，從而減少采區(qū)階段煤柱。要根據(jù)煤層賦存情況選擇合理的采煤方法，盡量一次采全高或分層開采。在巷道掘進(jìn)過程中，采用沿空掘巷方式，減少階段煤柱損失。要開展建筑物、水體和鐵路“三下”采煤技術(shù)研究，在確保安全的前提下，有效解放煤炭資源。學(xué)習(xí)科技先進(jìn)單位的“三下”開采技術(shù)，如近水體煤層開采、矸石充填開采、永久煤柱等技術(shù)，安全有效地回收煤炭資源。

5.爭(zhēng)取政策支持，開采非經(jīng)濟(jì)可采煤層。對(duì)一些構(gòu)造多的非經(jīng)濟(jì)可采煤層，專門研究并爭(zhēng)取國家相關(guān)政策支持，如減少礦井資源補(bǔ)償費(fèi)征收的優(yōu)惠政策等。開展對(duì)賦存相對(duì)穩(wěn)定的薄煤層開采技術(shù)研究，提高薄煤層開采的機(jī)械化程度和單產(chǎn)單進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)薄煤層經(jīng)濟(jì)開采。克服煤層埋藏深、地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層多、落差大等諸多困難，堅(jiān)持正規(guī)開采與邊角煤回收相結(jié)合，大力開展科技攻關(guān)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、科學(xué)組織生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)回采，最大限度地提高煤炭資源回收率。

三、優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高資源回收率的對(duì)策

認(rèn)真貫徹落實(shí)《煤炭法》、《礦產(chǎn)資源法》、《礦產(chǎn)資源法實(shí)施細(xì)則》等法律法規(guī)，堅(jiān)持依法生產(chǎn)，加大資金投入，突出開采方案的優(yōu)化，注重精采細(xì)收，實(shí)現(xiàn)煤炭資源利用的最大化。

1.優(yōu)化采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)和巷道布置。加大礦井生產(chǎn)補(bǔ)勘，充分勘察采區(qū)地質(zhì)條件。所有采區(qū)設(shè)計(jì)前實(shí)施三維地震勘探和鉆探施工。根據(jù)斷層走向科學(xué)布置采場(chǎng)，采取“刀把式”、“條帶式”、“旋轉(zhuǎn)式”等方式優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)。充分挖掘礦井資源回收利用潛能，在保證安全的前提下，最大限度減小工作面煤柱損失，實(shí)現(xiàn)煤炭資源最大限度回收。

國投新集公司劉莊煤礦強(qiáng)化過斷層技術(shù)措施，減少斷層丟煤。為減少過斷層影響時(shí)間，需要加大頂板管理力度，防止揭露斷層造成的片幫冒頂事故。西三采區(qū)工作面回采時(shí)，總結(jié)并吸取經(jīng)驗(yàn)，安全控制綜采工作面平穩(wěn)地過斷層。工作面過斷層時(shí)，盡量破斷層下盤的煤層底板軟巖施工，避開斷層上盤煤層頂板的堅(jiān)硬砂巖。工作面為傾斜長臂布置，工作面為俯采，為防止滑架、倒架以及便于輸送，回采過斷層時(shí)，綜采支架及刮板輸送機(jī)的最大坡度控制在8°~12°之間。這類斷層對(duì)生產(chǎn)影響時(shí)間最長，長距離伴隨工作面，但影響支架數(shù)量少，對(duì)頂板控制有利。落差小時(shí)沿下降盤底板回采，可不丟資源；落差大時(shí)頂板易破碎，沿上升盤底板回采，斷層斷開煤層時(shí)割底板回采，盡量減少資源損失。劉莊煤礦西三采區(qū)工作面過斷層，由于事先不清楚斷層的確切位置及延展長度，本著有疑必探、先探后掘的原則，均采取了超前探測(cè)措施。排除安全隱患后，為了有利于生產(chǎn)且盡可能快地追上對(duì)盤落下去的煤層，采用后退臥底法施工。借鑒以往過斷層經(jīng)驗(yàn)，將工作面向北延伸到煤層露頭的80m防水煤柱線，可增加80萬～100萬噸的儲(chǔ)量（不包括掘進(jìn)煤量），不僅創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)于緩解礦井生產(chǎn)接替緊張的不利局面，起到了巨大的扭轉(zhuǎn)作用。劉莊煤礦西三采區(qū)工作面的設(shè)計(jì)跨過斷層為提高資源回收率奠定了基礎(chǔ)。借鑒西三采區(qū)工作面掘進(jìn)時(shí)過斷層的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際揭露25m落差斷層，將工作面風(fēng)巷一側(cè)布置為刀把型，采用上、下兩個(gè)切眼。最終西三采區(qū)工作面機(jī)巷長度向北延伸了536m，工作面增加了可采儲(chǔ)量100萬噸，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益7億元。西三采區(qū)工作面的成功延伸，不僅保證了資源的充分回收，在創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也為緩解礦井接替緊張的不利局面，起到了一定作用，為礦井實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.優(yōu)化綜采設(shè)備選型配套。根據(jù)煤層厚度變化較大實(shí)際，凡是大于4m煤厚的煤層，均采用綜放配套設(shè)備，在采煤配套設(shè)備選型方面，綜放面支架選用低位放頂煤支架，提高放煤效果。工作面選用帶鏟煤板的刮板運(yùn)輸機(jī)，實(shí)現(xiàn)工作面浮煤的鏟裝一體化，減少了浮煤丟失。針對(duì)煤層厚度變化大的實(shí)際，采用大采高綜采配套設(shè)備。劉莊煤礦結(jié)合國內(nèi)大采高高產(chǎn)高效工作面采煤機(jī)配備及發(fā)展趨勢(shì)，選用德國艾柯夫公司生產(chǎn)的SL500型電牽引采煤機(jī)，裝機(jī)總功率為1 715kW，采高達(dá)5.18m、截深為1m。工作面實(shí)行兩班采煤，一班檢修；采煤班每班割煤6～7刀，每刀進(jìn)尺1m。綜采工作面配備高強(qiáng)度支撐掩護(hù)式液壓支架，并配有進(jìn)口電液控制系統(tǒng)，其他裝備也采用具有國內(nèi)先進(jìn)水平的綜采配套設(shè)備。

3.優(yōu)化工作面回采工藝。加大工作面初采期間采煤機(jī)采高，增大支架支撐力，確保頂煤盡快跨落和及時(shí)放煤。采用一刀一放，對(duì)局部難放的頂煤采取多架同時(shí)放煤，放煤工序與割煤、移架相配合。在放煤速度慢時(shí)，及時(shí)停止割煤與移架，最大限度回收工作面頂煤。加強(qiáng)工作面過斷層期間頂?shù)酌夯厥眨畲笙薅葴p少煤炭損失。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)停采線進(jìn)行停采，接近停采線時(shí)加大采高，按工作面停采設(shè)備撤除需要距離上網(wǎng)。劉莊煤礦五層主采煤層平均厚度都在2.5m以上，煤層傾角平緩，主要塊段構(gòu)造簡(jiǎn)單，適合綜合機(jī)械化開采。根據(jù)煤層開采條件，結(jié)合當(dāng)前煤炭開采技術(shù)的發(fā)展水平和礦區(qū)綜采實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇以綜采為主的采煤工藝。劉莊煤礦建立健全提高資源回收率的管理機(jī)制，認(rèn)真分析資源回收率方面的存在問題，從管理創(chuàng)新和科技創(chuàng)新入手，大力開展科技攻關(guān)，采取綜合措施，在提高煤炭資源回收率方面取得了顯著效果。