潞安集團井下矸石運輸提升分析探究

宋艷鵬

(潞安環(huán)能股份公司 上莊煤業(yè)，山西 長治 046205)

1 潞安集團各礦井井下矸石運輸提升的現(xiàn)狀

1.1 井下矸石的分類

從矸煤混雜程度來看，可將矸石分為全矸和混矸兩大類。全矸主要指掘進全巖巷道過程中產生的矸石，這種矸石夾雜煤炭率很低，通常以全矸論處。混矸是指采出的煤炭中夾雜著的矸石，這種矸石多來源于半煤巖巷掘進、回采面煤層夾矸、回采面過構造、放頂煤巖頂冒落等。

全矸的特點為含煤率很低，可不經洗選直接排至矸石場進行處理；混矸的特點為矸石夾雜在煤炭中，需經選矸工藝處理后才可將矸石從煤炭中篩分出來。

1.2 各礦井井下矸石提升現(xiàn)狀

從目前摸底情況來看，集團所有礦井混矸均是通過主運輸系統(tǒng)進行提升，而后進入選矸車間；全矸的提升分為兩種，主運輸系統(tǒng)方式和輔助運輸系統(tǒng)方式。

由于主提升系統(tǒng)具有連續(xù)性、穩(wěn)定性、快捷性等特點，故絕大多數(shù)礦井全矸都是通過主運輸系統(tǒng)提升的；就目前掌握的統(tǒng)計數(shù)據來看，只有2座礦井是通過副井進行全矸提升，孟家窯煤業(yè)和黑龍煤業(yè)，究其原因為全矸量過大，影響煤質質量。

2 主運輸系統(tǒng)提矸與礦井核定能力的關系

2.1 關于對礦井核定能力認識上的爭議

礦井核定能力究竟以毛煤年產量(即礦井主提升量)為衡量標準，還是以原煤年產量(毛煤經去除規(guī)定粒度矸石后的煤炭量)為衡量標準，目前尚存爭議。從礦井設計和安全的角度來看，以毛煤年產量進行衡量較為合宜，因為進行礦井設計時，是以規(guī)劃產能為計算依據反向確定提升能力，考慮到礦井生產和運輸?shù)牟痪庑裕瑫粲幸欢ǖ母辉Ｏ禂?shù)，但一般不考慮矸石提升因素；但是，目前政府監(jiān)管部門對礦井的超能力檢查多是以原煤年產量為檢查標準，而不是毛煤年產量。

為與政府監(jiān)管部門保持一致，也為了追求更高的經濟效益，我們姑且以原煤年產量作為衡量產能超否的評判標準。

2.2 主運輸系統(tǒng)提升全矸對礦井超能力生產的影響

根據前文所述，礦井核定產能是以原煤年產量為衡量標準，即毛煤選矸處理后的煤炭量，并不含選矸車間所選出的矸石量，故當?shù)V井全矸量極少時，主運輸系統(tǒng)提升全矸對超能力生產的影響微乎其微。

從統(tǒng)計數(shù)據來看，除孟家窯煤業(yè)和黑龍煤業(yè)外，其余礦井的全矸與礦井提升量的比重均控制在0～2.1%范圍內，也正因如此，絕大多數(shù)礦井的全矸才會選擇主井提升。

2.3 主運輸系統(tǒng)提升混矸對礦井超能力生產的影響

受集團公司回采率要求等影響，采用放頂煤工藝的礦井的毛煤中混矸量較大，少數(shù)礦井(如黑龍關煤業(yè))混矸率甚至達到了35%以上。受選矸工藝的限制，混矸的選撿率只能達到約7%，即原煤中仍含有28%的矸石。因此，混矸對礦井超能力生產的影響較大。

3 主運輸系統(tǒng)提矸與產能提升的關系

一座礦井的生產運行體系是一個龐大的構成體，其組成系統(tǒng)眾多，除運輸系統(tǒng)外，還有通風系統(tǒng)、抽采系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)等，礦井產能能否提升取決于所有系統(tǒng)中的能力最小者。

從目前的統(tǒng)計數(shù)據來看，由于主提升能力受限造成不能提升產能的礦井只有2座，司馬煤業(yè)和常村煤礦。司馬煤業(yè)核定產能為300萬t/a，礦井的最大年提升能力為390萬t，刨除約40萬t的可選撿矸石，礦井原煤年生產總量最多為350萬t，產能提升空間較小；常村煤礦情況類似。

其余礦井主運輸系統(tǒng)的富裕系數(shù)較大，均不影響產能提升。

4 提矸方式的選擇原則

提矸的兩種途徑(主運輸系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng))究竟哪種方式更為合理，要視情況而定：

1) 全矸和混矸均通過主運輸系統(tǒng)提升。當井下全矸量較小，且礦井主提升能力富余時，為提高生產效率，通過主運輸系統(tǒng)提矸較為合理。

2) 混矸通過主運輸系統(tǒng)提升，全矸通過輔助運輸系統(tǒng)提升。當井下全矸量較大時，為降低選矸車間的運行負荷，解放主提升系統(tǒng)的部分能力，采用輔助提升系統(tǒng)提全矸、主提升系統(tǒng)提半矸的方式較為合理，如黑龍煤業(yè)、孟家窯煤業(yè)。

3) 全矸和混矸均通過輔助運輸系統(tǒng)提升。當主提升系統(tǒng)能力制約礦井產能提升時，可考慮在井下建立煤矸分離系統(tǒng)，將分離出的矸石匯入全矸運輸系統(tǒng)中，再通過輔助運輸系統(tǒng)提升至地面。目前集團公司范圍內，尚無礦井采用這種模式。

5 各礦井井下矸石提升方式評價

5.1 各礦井矸石提升方式的評價

根據提矸方式的選擇原則，在不考慮產能提升的前提下，集團公司所有礦井的提矸途徑均合理有效。但是，若考慮能力提升，則常村煤礦和司馬煤業(yè)的提矸方式就尚需優(yōu)化。

5.2 常村煤礦和司馬煤業(yè)矸石提升的優(yōu)化方案

由于常村煤礦和司馬煤業(yè)井下所有矸石均為通過主運輸系統(tǒng)進行提升，為提高主運輸系統(tǒng)的有效提升率，可考慮采用副井進行全矸提升，主井進行混矸提升。但鑒于兩礦全矸量占礦井毛煤量的比重并不大，因此，提高主井提升有效率的根本途徑為先在井下將混矸從煤炭中分離出來，與全矸共同通過輔助運輸系統(tǒng)提升至地面。這樣可大大解放主提升系統(tǒng)能力，進而提高主井提升的有效率。

綜上所述，雖主井提升全矸對礦井超能力生產影響甚微，但主井提升混矸對礦井超能力生產的影響巨大，并且還會占用主提升系統(tǒng)的能力。因此從長遠的角度考慮，為響應國家“綠色開采，循環(huán)經濟”的發(fā)展理念，井下煤矸分離定會成為煤礦企業(yè)未來發(fā)展的趨勢，況且這種模式在我國一些礦區(qū)(如新汶)已經得到了實現(xiàn)。

集團公司可選擇1～2座礦井進行井下煤矸分離試驗，并與充填開采相結合，如果試驗后技術可行、安全可靠、經濟合理，可在集團公司范圍內大力推行，為實現(xiàn)綠色礦山奠定堅實基礎。