綜放工作面提高資源回收率的綜合措施研究與應用

文/唐召信

綜放工作面提高資源回收率的綜合措施研究與應用

文/唐召信

中煤集團大屯公司姚橋煤礦井田面積56.7平方公里，地質儲量4.7億噸，可采儲量2.3億噸，經過35年的不斷開采，目前剩余可采儲量1億噸。在煤炭資源日益減少的情況下，姚橋煤礦按照上級集團公司提出的“向斷層要煤、向采煤方法要煤，創新采煤工藝，節約煤炭資源，延長礦井服務年限”和“提高資源回采率和精煤回收率，大力發展循環經濟，開采小塊段邊角煤，將資源‘吃干榨盡’”的工作要求，結合實際，積極開展技術創新，通過反復研究試驗，實現了在動用相同煤炭儲量的情況下，可提高12.1%的煤炭資源回收率，社會經濟效益顯著，礦井走出了一條可持續發展之路。

一、制約煤炭資源回收率低的問題分析

煤炭資源屬于不可再生的礦產資源，而資源的回收率一直是國內外煤礦比較關注的問題，綜放回采工藝雖然在提高產量、效率方面具有一定的優勢，但在資源回收的環節上存在一些難點，造成了部分煤炭無法回收，主要表現在兩道頂煤無法回收；機頭、機尾過渡架上網段頂煤丟失；放煤工責任心不強，造成放煤不凈；后溜老塘空間丟煤等。

二、提高煤炭資源回收率的對策與措施

姚橋煤礦針對多年來綜放回采工藝的資源回收難點問題，成立專門的科研攻關小組，通過管理創新、技術創新和工藝創新，創造性地開展工作，反復調研、論證和實踐，積極采取有效措施，做精做細基礎工作，有效提高了綜放工作面的資源回收率。

1.采取綜合措施，強化監督考核，嚴格過程控制

姚橋煤礦加強生產環節的過程控制，制定資源回收的管理制度和管理流程，采取每天對上一個圓班的產量、灰分、進尺等生產數據進行統計，分析刀煤產量及灰分高低，研究其產生的原因，并將分析結果及時反饋區隊，及時調整生產工藝。同時，還把工資結算方式由過去的推進度算工資改為以放煤量算工資的管理辦法，改變基層單位一味追求進尺，而不重視放煤工作的舊思想。通過實施各職能科室聯責考核，加強工作面放煤技術的管理，加大放煤考核力度，對放煤情況進行動態檢查等一系列舉措，消除了因管理不到位而造成的丟煤現象，資源的回收率提高了6.2%左右。

2.加大設備投入力度，推廣應用新型端頭放煤支架及過渡支架

姚橋煤礦在合理選擇液壓支架架型的基礎上，積極推廣應用新型端頭放煤支架及過渡支架，很大程度地改善了兩端頭三角區的支護問題，并在支架后通過鉸網放煤，不但能將端頭支架上的頂煤放出，還能將巷道上下出口頂板上的部分頂煤放出，有效提高了巷道頂煤及上下出口三角煤的回收。實踐證明，可提高2.5%左右的回收率。

圖1 沒安裝煤炭置換體時煤炭回收情況

3.堅持技術創新，研制應用煤炭置換回收器，減少資源丟失

（1）煤炭資源回收器的設計原理。在生產過程中，經調研發現，當老塘放完煤、移完后溜后，在后溜和老塘之間遺留一定空間（如圖1所示），當移架放煤時該空間被充填，充填物為煤矸混合物（煤約為2/3)，無法回收。因此，姚橋煤礦針對這一問題研制煤炭置換回收器，利用該裝置提前充填遺留空間（如圖2所示），使后溜和老塘之間無法存留煤炭，有效地減少了煤炭資源丟失。煤炭置換回收器通過在礦井7711工作面的試用，效果顯著，可提高煤炭資源回收率3.4%左右。

（2）煤炭置換回收器的結構原理。根據充填遺留空間的思路，用8mm鋼板焊成長1450mm、寬700mm和溜槽等高的箱體形式的煤炭置換回收器，向煤壁側帶有5°傾角，有利于碎煤流淌，煤炭置換回收器規格和溜槽相同，連接在后溜老塘側的一邊，隨后溜一起向前移動，并始終占據著后溜與采空區之間的遺留空間，使移架后老塘冒落的煤矸無法進入到該空間，而落在煤炭置換回收器上的煤炭也會在一定外力作用下，流向后溜內，達到回收頂煤的目的。

（3）煤炭置換回收器的優點。一是，煤炭資源回收器一次投入后，不易損壞，可重復安裝使用，方便拆除安裝。同時，煤炭資源回收器安裝到位后，不需再增加人工和工作量、不需維護、不妨礙其他設備使用，有效提高了工作面的回收率；二是，在同樣的產量下，有效減少了老塘丟煤，有效減輕了老塘防滅火的威脅，降低了防滅火成本，減少了推進度和工作量，并一定程度上緩解了采掘接續緊張的局面；三是，增加了原煤采出，提高了經濟效益，延長了礦井服務年限。

圖2 安裝煤炭置換體后煤炭回收情況

三、提高資源回收率的理論分析

通過采取以上措施，姚橋煤礦采煤工作面回采率有了大幅提高，數據分析如下：以姚橋煤礦7711工作面為例，煤厚平均5.8米，工作面傾斜長186米，刀煤動用量為893噸。

1.使用新型端頭支架及過渡支架放煤提高的回采率：

每刀煤2臺端頭支架放煤量為：2×1.5×0.6×（5.8－2.6）×1.38×2/3=5.3噸；

每刀煤4臺過渡支架放煤量為：4×1.5×0.6×（5.8－2.3）×1.38＝17.4噸；

端頭支架和過渡支架煤炭回采率提高比率為：（5.3＋17.4）÷893×100%＝2.5%。（式中，1.5—支架寬度；0.6—放煤步距；1.38—煤的比重；2/3—遺留空間2/3的煤炭；2.6/2.3—分別為采高）

2.煤炭置換回收器所提高的回采率：

每刀煤煤炭置換回收器多回收煤炭：186×0.3× 0.6×1.38×2/3＝31噸。

該裝置煤炭回采率提高比率為：31÷893×100%＝3.4%。

3.通過加強現場放煤管理，調整生產工藝，嚴格過程控制，加大考核力度等綜合措施，可提高煤炭回采率6.2%。

綜上所述，2.5%+3.4%+6.2%=12.1%。即通過采取一系列綜合管理措施，不斷進行管理創新、技術創新、工藝創新，加強煤炭資源回收管理，姚橋煤礦資源回收率提高了12.1%左右，即按年產量445萬噸計算，在動用相同儲量的情況下，一年可多回收約53萬噸的煤炭資源，三年就可以少動用一個150多萬噸的綜采工作面，可達到數億元的產值，經濟效益和社會效益十分可觀，實現了礦井的綠色開采和資源的合理開發。

（作者系中煤集團大屯公司姚橋煤礦礦長）

（責任編輯：周瓊）