提高煤炭資源采出率的有效途徑
福建省含煤地層屬含煤層數(shù)多,煤層薄且不穩(wěn)定,連續(xù)性差的多煤層群。由于受后期多期次構(gòu)造運動的作用,褶皺、斷裂發(fā)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(zhì)構(gòu)造復雜,煤層厚度變化大,煤層賦存形態(tài)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(guī)律,加強地質(zhì)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(jù),地質(zhì)勘探階段難以用有限的網(wǎng)距準確控制煤層形態(tài)和煤層厚度變化情況,生產(chǎn)中應(yīng)在勘探階段提供的地質(zhì)成果基礎(chǔ)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(qū)域構(gòu)造形態(tài)特征,煤層在構(gòu)造中的展布特征和煤層變化規(guī)律,具體找出煤層增厚、壓薄、倒轉(zhuǎn)規(guī)律,測定煤層分叉、尖滅、增厚、變薄,開采技術(shù)界線,總結(jié)匯總給生產(chǎn)部門,從而指導巷道設(shè)計,防止可采塊段丟失。針對構(gòu)造復雜礦井,地質(zhì)人員應(yīng)深入現(xiàn)場,收集第一性資料,將掌握的情況及時反饋給生產(chǎn)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?yōu)榫植靠刹?,不及時深入現(xiàn)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(gòu)造復雜礦井煤層賦存形態(tài)千變?nèi)f化,應(yīng)根據(jù)煤層不同的展布特征合理選擇相對應(yīng)的采煤方法。根據(jù)福建省煤礦多年開采經(jīng)驗總結(jié)認為:頂板較穩(wěn)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(wěn)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(huán)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(wěn)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(wěn)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(yōu)化開拓系統(tǒng)設(shè)計
構(gòu)造復雜礦井因受千姿百態(tài)的構(gòu)造形態(tài)限制,開拓系統(tǒng)巷道布置應(yīng)因地制宜合理設(shè)計,首先應(yīng)深入研究掌握設(shè)計范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征和煤層賦存特點,然后經(jīng)過各有關(guān)專業(yè)人員分析對比,選擇最佳方案進行設(shè)計,通過多年現(xiàn)場實踐,要提高資源采出率,開拓系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮以下幾個問題:
(1)應(yīng)合理制定采區(qū)邊界,減少構(gòu)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(qū)的自然邊界。另外,設(shè)計時走向長度不能套標準來確定,應(yīng)根據(jù)構(gòu)造與煤層的關(guān)系,有時可適當延長,有時可適當縮短走向巷道長度。
(2)應(yīng)合理確定階段垂高。垂高小、井巷工程數(shù)量大,直接成本增加,掘進率提高。但是,若片面考慮生產(chǎn)費用投入因素,階段垂高設(shè)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(shè)計的階段垂高45~50 m,垂高偏大,現(xiàn)生產(chǎn)實踐總結(jié),認為以25~30 m較為合理。如天湖山礦務(wù)局鉛坑煤礦原設(shè)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(qū)原設(shè)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(jīng)分析在50 m垂高之間+429 m水平又布置一石門,現(xiàn)已采出煤量5.3萬t。實踐證明,雖然投入一定數(shù)量的井巷工程,增加了生產(chǎn)費用,但回采煤量增加了,反而降低了采區(qū)生產(chǎn)成本。
(3)設(shè)計時應(yīng)充分考慮合理留設(shè)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(yīng)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(qū)巷道。多期次構(gòu)造運動使煤層擠壓成各種形態(tài)的褶曲構(gòu)造,同時煤層產(chǎn)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(guī)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(yīng)根據(jù)斷層性質(zhì)及時布置過斷層巷道尋找斷失塊段。生產(chǎn)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(zhì)找煤
加強地質(zhì)找煤可有效地提高資源采出率。開采初期受到構(gòu)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(gòu)造復雜的老采區(qū)的零星可采邊角塊段應(yīng)重新評價和認識,指導老采區(qū)復采,可提高礦井資源采出率。二是利用地質(zhì)探巷探眼開展找煤工作,構(gòu)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(jié)構(gòu)相當復雜,平均可采厚度0.64 m左右,稍遇壓薄帶或小型構(gòu)造影響,就無法開采,經(jīng)生產(chǎn)實踐總結(jié),26#煤層鄰近的28#煤層較穩(wěn)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(xiàn)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(shù)管理人員應(yīng)深入現(xiàn)場統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布置回采工作面,發(fā)現(xiàn)不合理的開采順序,應(yīng)及時給予糾正,發(fā)現(xiàn)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(yīng)根據(jù)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(fā)利用。
1.6 搞好儲量管理工作,完善監(jiān)督機制
儲量管理是監(jiān)督煤炭資源合理開發(fā)的有效措施。長期生產(chǎn)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(jù)現(xiàn)有開采技術(shù)條件,確認為確實無法開采的方可報廢;建立回采面結(jié)束時的檢查制度,回采結(jié)束時要經(jīng)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(yīng)深入井下一線收集第一性資源,綜合分析,掌握儲量的數(shù)量、質(zhì)量、分布、損失及其變化情況,對資源合理開采實行業(yè)務(wù)監(jiān)督。三是加強三量的動態(tài)分析,根據(jù)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(tǒng)計與分析,分析開采過程中各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(jié)論
通過長期開采的實踐證明,掌握煤層賦存規(guī)律、加強地質(zhì)預測預報、因地制宜合理選擇采煤方法、優(yōu)化開拓系統(tǒng)設(shè)計、加強地質(zhì)找煤、強化現(xiàn)場管理、搞好儲量管理工作等是構(gòu)造復雜礦井提高資源采出率的有效途徑。
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