舊采資源再回收工藝研討與應(yīng)用

摘 要：闡述了煤礦在3號(hào)煤層資源枯竭的情況下，對(duì)舊采開(kāi)采區(qū)殘余資源進(jìn)行復(fù)采，增加資源回收率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，從理論與實(shí)際上提出了一些思路。

關(guān)鍵詞：資源枯竭；舊采殘余資源復(fù)采；延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限

1 公司概況

山西陽(yáng)城陽(yáng)泰集體晶鑫煤業(yè)股份有限公司是由原陽(yáng)城縣臥莊煤礦改組成立的股份制公司，屬地方國(guó)有煤礦，位于陽(yáng)城縣城3公里處的鳳城鎮(zhèn)臥莊村北，始建于1944年，后經(jīng)多次技術(shù)改造，于1992年投產(chǎn)，現(xiàn)有員工1600余人，擁有固定資產(chǎn)2.95億元。礦井核定生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/年，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/年，年創(chuàng)利稅8000余萬(wàn)元，有60多年的發(fā)展歷史，是陽(yáng)城縣重點(diǎn)骨干企業(yè)之一。

公司自成立以來(lái)，一直開(kāi)采3號(hào)煤，3號(hào)煤平均厚度5.8m左右，屬優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤。上世紀(jì)九十年代以前，由于生產(chǎn)方式簡(jiǎn)陋，單井規(guī)模小，采煤方法落后等條件限制，一直延用不采頂、不采底的“掏心”刀柱開(kāi)采法，以及反復(fù)送巷道不進(jìn)行回采的殘柱式開(kāi)采法，還有“穿心掏洞”的“糖葫蘆”開(kāi)采法等多種采煤方法，采富棄貧、采厚棄薄、采易棄難、采優(yōu)棄劣、亂采濫挖，對(duì)井田內(nèi)部分資源造成了破壞，破壞區(qū)域主要位于井田的西南部和東北部，資源回收率不足25%，破壞區(qū)面積約2km2，占全井田約40%，舊采區(qū)內(nèi)3號(hào)煤剩余儲(chǔ)量約13.44Mt。1995年以后采用長(zhǎng)壁對(duì)剩余資源進(jìn)行回采，到目前為止，3號(hào)煤層資源已經(jīng)枯竭。為延長(zhǎng)礦井壽命，解決千余名職工的生活生存問(wèn)題，目前只有兩種途徑：一是對(duì)3號(hào)煤舊采區(qū)進(jìn)行再回收；二是開(kāi)采下組煤。如果進(jìn)行下組煤的開(kāi)采勢(shì)必對(duì)上組3號(hào)煤殘余資源造成破壞，按照目前的開(kāi)采技術(shù)條件和技術(shù)手段很難對(duì)3號(hào)煤層舊式開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行回收，或者是回收成本極高。重新對(duì)3號(hào)煤層舊采開(kāi)采區(qū)殘余資源進(jìn)行復(fù)采，可以增加資源回收量，延長(zhǎng)礦井壽命，因此，公司決定對(duì)3號(hào)煤層舊采開(kāi)采區(qū)殘余資源進(jìn)行復(fù)采。

2 資源再回收意義

根據(jù)我公司的情況，對(duì)3號(hào)煤層舊式開(kāi)采殘留的這部分資源進(jìn)行再回收，以70%的回收率計(jì)，可采出資源9.4Mt，按450kt/a生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，可以延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限14.9a；按平均銷售價(jià)格500元/t計(jì)，可獲得銷售收入47億元；按純利潤(rùn)200元/t計(jì)，企業(yè)可獲得利潤(rùn)18.8億元，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

為了提高回收殘留煤炭資源的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性，需要組織力量，對(duì)礦井現(xiàn)有的資源情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，通過(guò)廣泛的技術(shù)論證，詳細(xì)調(diào)查了解礦井水文地質(zhì)資料、舊采的巷道布置、回采面積、煤柱大小、殘留片段、采空區(qū)冒落程度、礦井涌水量、老塘積水、有害氣體積存與排放等情況后，制定再回收的技術(shù)方案并針對(duì)不同情況，制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施，真正做到安全復(fù)采。為此，我公司委托太原理工大學(xué)為我公司編制了《山西陽(yáng)城陽(yáng)泰集團(tuán)晶鑫煤業(yè)股份有限責(zé)任公司3號(hào)煤層資源再回收可行性研究報(bào)告》。

3 試采工作面開(kāi)采技術(shù)方案

2010年我公司試采工作面定為3105工作面，根據(jù)通風(fēng)要求和設(shè)備布置要求，工作面采用一進(jìn)一回的U型布置方式。運(yùn)輸順槽為梯形，上寬2.2m，下寬2.5m，高2.2m，斷面積為5.17m2，采用木棚支護(hù)，在巷道北幫上部懸掛兩趟電纜、下部懸掛一趟DN50壓風(fēng)管路和一趟DN50防塵管路、兩趟乳化液管路（進(jìn)、回液），頂部懸掛若干通訊、信號(hào)、照明、監(jiān)控等電纜，用于工作面的進(jìn)風(fēng)、行人、運(yùn)煤。回風(fēng)順槽為梯形，上寬2.0m，下寬2.3m，高為2.3m，斷面積4.95m2，采用工字鋼棚支護(hù)。在巷道的北幫懸掛一趟DN50壓風(fēng)管路、一趟DN50防塵管路、一趟乳化液進(jìn)液管路和若干調(diào)度絞車電源、信號(hào)、通訊電纜，用于工作面回風(fēng)、行人、運(yùn)送材料。

4 工作面回采工藝及裝備

鑒于資源再回收工作是在原舊采采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行，加之遺留煤層厚度比較大，綜合考慮采用綜采放頂煤工藝。

采煤機(jī)采用端頭斜切進(jìn)刀方式，雙向割煤，液壓支架及時(shí)支護(hù)頂板。

工藝流程：采煤機(jī)割煤→移架→推前部輸送機(jī)→放頂煤→拉后部輸送機(jī)。

工作面采用ZF2800/16/24型液壓支架支護(hù)頂板，支架工作阻力2800kN，最小支撐高度1.6m，最大支撐高度2.4m。工作面最大控頂距3.9m，最小控頂距3.3m。

工作面機(jī)頭機(jī)尾各采用3架ZFG3200/18/26型端頭支架支護(hù)，該支架工作阻力為3200kN，支架外側(cè)至順槽煤壁采用DZ25型單體液壓支柱配合2.8m∏型鋼梁對(duì)梁支護(hù)。

工作面順槽超前支護(hù)采用DZ25型單體液壓支柱配合2.8m∏型鋼梁雙排支護(hù)，支護(hù)距離自工作面煤壁起不少于20m。

5 經(jīng)濟(jì)效益

我公司3號(hào)煤層為特低硫～低硫、低灰～中灰、特高熱值之無(wú)煙煤，對(duì)二氧化碳反應(yīng)差，浮煤回收率高，熱穩(wěn)定性高，屬國(guó)家寶貴的稀缺資源。其塊煤可用于化工企業(yè)、冶煉企業(yè)及燒磚、石灰用煤，末煤主要用于發(fā)電廠、冶煉高爐噴吹及水泥廠配煤和生活用煤。

2010年3105復(fù)采試驗(yàn)工作面生產(chǎn)原煤50萬(wàn)噸，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入2.7億元，在推進(jìn)過(guò)程中取得了良好的安全和經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)一年的艱苦實(shí)踐，我公司3#煤層在舊式開(kāi)采區(qū)域?qū)嵤┟禾抠Y源再回收，技術(shù)上是可行的，安全是有保障的，經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。

經(jīng)過(guò)3105復(fù)采工作面回收成功，為我公司下一步資源再回收奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)，為今后我公司的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展指明了一條光明的道路。