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提高煤炭資源采出率的有效途徑

http://www.globalev.com.cn 2015年09月19日        

福建省含煤地層屬含煤層數多,煤層薄且不穩定,連續性差的多煤層群。由于受后期多期次構造運動的作用,褶皺、斷裂發育,煤層常被切割成幅度大小不一的若干可采塊段,致使福建省煤田地質構造復雜,煤層厚度變化大,煤層賦存形態多變,給開采帶來很多困難,嚴重影響煤炭資源的回收,采出率遠遠低于部頒標準要求,因而,探索提高采出率的途徑十分重要。1 提高采出率的有效途徑
1.1 深入研究煤層賦存規律,加強地質預測預報
   煤層賦存情況是確定開拓方式、采煤方法的重要依據,地質勘探階段難以用有限的網距準確控制煤層形態和煤層厚度變化情況,生產中應在勘探階段提供的地質成果基礎上,不斷收集新的第一性資料,及時綜合分析對比和判斷,查明開采區域構造形態特征,煤層在構造中的展布特征和煤層變化規律,具體找出煤層增厚、壓薄、倒轉規律,測定煤層分叉、尖滅、增厚、變薄,開采技術界線,總結匯總給生產部門,從而指導巷道設計,防止可采塊段丟失。針對構造復雜礦井,地質人員應深入現場,收集第一性資料,將掌握的情況及時反饋給生產部門采取措施,是提高煤炭資源采出率的一項有效途徑。如石門揭露的煤層,有時呈“煤包”出露,有時壓薄只存煤線通過,而原不可采煤層可能變為局部可采,不及時深入現場分析研究,可能造成可采煤層的丟失。
1.2
 合理選擇采煤方法
   構造復雜礦井煤層賦存形態千變萬化,應根據煤層不同的展布特征合理選擇相對應的采煤方法。根據福建省煤礦多年開采經驗總結認為:頂板較穩定的傾斜或急傾斜煤層宜采用中深孔采煤法;對斷層多、煤厚變化大的急傾斜煤層可采用“偽傾斜正臺階采煤法”,即在工作面密集支護,隨著工作面移動將冒落矸石攔截形成矸石充填帶,一是可支撐頂板,使頂板完整和穩定,最大限度地采出煤量,二是改善了因受破碎頂板影響的安全環境;起伏變化大的煤層可采用垂直走向短距兩翼采煤法,可減少煤炭資源損失;對于煤層較穩定,傾角小于45°的煤層可采用長壁后退或冒落采煤法;對于煤層不穩定、煤厚變化大的急傾斜或立槽煤層宜采用斜坡采煤法。
1.3
 優化開拓系統設計
   構造復雜礦井因受千姿百態的構造形態限制,開拓系統巷道布置應因地制宜合理設計,首先應深入研究掌握設計范圍內地質構造特征和煤層賦存特點,然后經過各有關專業人員分析對比,選擇最佳方案進行設計,通過多年現場實踐,要提高資源采出率,開拓系統設計應充分考慮以下幾個問題:
   (1)應合理制定采區邊界,減少構造引起的煤炭損失,利用較大斷層或煤層壓薄帶作為相鄰兩采區的自然邊界。另外,設計時走向長度不能套標準來確定,應根據構造與煤層的關系,有時可適當延長,有時可適當縮短走向巷道長度。
   (2)應合理確定階段垂高。垂高小、井巷工程數量大,直接成本增加,掘進率提高。但是,若片面考慮生產費用投入因素,階段垂高設計過大,必將使部分煤量置于兩個階段之間,無法開采而丟失。特別是頂板較破碎、容易冒落的煤層更容易丟失可采塊段。七十年代設計的階段垂高45~50 m,垂高偏大,現生產實踐總結,認為以25~30 m較為合理。如天湖山礦務局鉛坑煤礦原設計垂高40 m,后來在40 m垂高之間布置石門,就+770 m階段就增加采出量25萬t以上;大田廣平煤礦竹林工區原設計+450 m、+400 m兩階段石門,垂高50 m,原認為煤量已采完,后來經分析在50 m垂高之間+429 m水平又布置一石門,現已采出煤量5.3萬t。實踐證明,雖然投入一定數量的井巷工程,增加了生產費用,但回采煤量增加了,反而降低了采區生產成本。
   (3)設計時應充分考慮合理留設保安煤柱。一是不能將主要巷道布置在富煤帶中,否則大量煤炭便成為吊滯煤柱無法開采;二是上下階段石門巷道位置不能參差不一,可縮小保安煤柱的范圍;三是以斷層為工作面邊界時,應確切控制其延展變化,合理布置巷道,減少煤柱損失。
  (4)開采中可因地制宜適量增加采區巷道。多期次構造運動使煤層擠壓成各種形態的褶曲構造,同時煤層產生塑性流動,褶曲的不同部位煤厚差別極大,在煤層走向、傾向或斜交方向上常形成寬窄不一的無規則不可采薄煤帶,斷距小的斷層在勘探階段難于查清,這時,應根據斷層性質及時布置過斷層巷道尋找斷失塊段。生產實踐證明:增加巷道投入,煤量多采出,不會提高萬t掘進率,可提高資源采出率。
1.4
 加強地質找煤
   加強地質找煤可有效地提高資源采出率。開采初期受到構造認識上的限制,采煤方法又比較落后,部分塊段資源采出率較低,有的甚至丟失可采塊段,隨著開采活動的深入,原始資料收集得多,對原構造復雜的老采區的零星可采邊角塊段應重新評價和認識,指導老采區復采,可提高礦井資源采出率。二是利用地質探巷探眼開展找煤工作,構造復雜礦井在勘探階段對煤層賦存狀況查清程度較低,如永安槐南煤礦26#煤層結構相當復雜,平均可采厚度0.64 m左右,稍遇壓薄帶或小型構造影響,就無法開采,經生產實踐總結,26#煤層鄰近的28#煤層較穩定,平均層間距35 m,通過28#煤層的正常地段掘進探巷,進入26#煤層,圈出可采塊段,是提高26#煤層采出率的有效辦法。
1.5
 加強回采面現場管理
   “亂采濫挖、吃肥丟瘦、取近舍遠”必然導致煤炭資源的大量丟失,礦井技術管理人員應深入現場統一規劃、統一布置回采工作面,發現不合理的開采順序,應及時給予糾正,發現不合理的開采損失,及時填寫“丟煤通知書”,迅速采取措施,同時應根據頂板巖性破碎情況和壓力因素合理選擇支護方法,確保回采面的煤炭資源合理開發利用。
1.6
 搞好儲量管理工作,完善監督機制
   儲量管理是監督煤炭資源合理開發的有效措施。長期生產實踐證明,要建立以下儲量管理制度:一是建立工作面報廢的審批制度,對報廢原因清查確認,綜合分析,根據現有開采技術條件,確認為確實無法開采的方可報廢;建立回采面結束時的檢查制度,回采結束時要經過儲量管理部門的檢查驗收,確認煤層回采完畢方可搬遷工作面。二是儲量管理人員應深入井下一線收集第一性資源,綜合分析,掌握儲量的數量、質量、分布、損失及其變化情況,對資源合理開采實行業務監督。三是加強三量的動態分析,根據采掘工程的進展及時解放吊滯煤量。四是加強煤炭損失的統計與分析,分析開采過程中各個生產環節造成的煤炭損失原因,采取有效措施,最大限度地減少煤炭損失。

2 結論
  通過長期開采的實踐證明,掌握煤層賦存規律、加強地質預測預報、因地制宜合理選擇采煤方法、優化開拓系統設計、加強地質找煤、強化現場管理、搞好儲量管理工作等是構造復雜礦井提高資源采出率的有效途徑。

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