衰老礦井面臨的問題及對策探討

吳學(xué)材

(福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364021)

通常情況下，判斷礦井衰老礦井的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：大型煤礦剩余服務(wù)年限為10年，小型煤礦剩余服務(wù)年限為5年。然而由于改革開放后我國的社會發(fā)展速度不斷加快，各領(lǐng)域?qū)γ禾抠Y源的需求量也大幅升高。前些年，很多礦井的開采速度不斷加快，致使很多礦井超負(fù)荷、超能力生產(chǎn)，造成資源回收率低，礦井剩余資源急據(jù)下降，很多礦井大大宿短了設(shè)計的服務(wù)年限，雖然在生產(chǎn)年限上沒有進(jìn)入礦井的衰老期，但礦井的可采儲量已經(jīng)所剩不多，當(dāng)?shù)V井中可采的儲量少于開采設(shè)計量的15%時，也可視為礦井進(jìn)入衰老期。在福建省，衰老礦井大量存在，探討衰老礦井開采技術(shù)與管理措施十分必要。

一 延長衰老礦井服務(wù)年限的意義

采煤企業(yè)與其他企業(yè)有所不同，所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要來自于礦井內(nèi)有限的煤炭資源，因此隨著煤礦生產(chǎn)時間的推移，每個礦井最終都會走向衰竭;開采條件普遍較差，礦井儲量逐步枯竭，可采儲量少，礦井“三下”壓煤嚴(yán)重，安全隱患增多，礦井離退休、富余人員多以及生態(tài)環(huán)境惡化嚴(yán)重，搬遷、治理、復(fù)墾任務(wù)艱巨等。

另一方面，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要的能源急劇膨脹，煤炭作為第一能源，需求日益緊張，煤炭資源越來越少，盡管世界各國都在努力開發(fā)新能源，但是在現(xiàn)階段以及未來很長一段時間內(nèi)，煤炭仍然是社會發(fā)展中不可缺少的資源。

第三，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，國家對安全生產(chǎn)越來越重視，安全監(jiān)管越來越完善，需要煤礦安全投入也越來越大，安全生產(chǎn)門檻不斷提高，新批新建礦井難度困難，而且煤礦初期投資極大。如何提高現(xiàn)有衰老礦井的服務(wù)年限，提高資源的利用率，是目前煤炭企業(yè)面臨的非?，F(xiàn)實的問題。

福建省是煤炭資源比較貧困的省份，經(jīng)過幾十年的開采，很大一部分礦井都進(jìn)入了衰老礦井的行列，為了保證本省能源安全供給，減輕就業(yè)壓力，探討衰老礦井面臨的問題、開采技術(shù)與管理措施十分必要。

二 現(xiàn)階段衰老礦井開采工作中面臨的問題

(一)礦井開采條件不斷復(fù)雜化

當(dāng)?shù)V井進(jìn)入衰老期之后，已經(jīng)在很大程度上揭示了開采條件較好、比較穩(wěn)定的資源如：可以布置正規(guī)工作面的部分、容易開采的部分、淺層部分基本都已經(jīng)開采完畢。所剩的資源大多是煤厚較薄、賦存復(fù)雜、不穩(wěn)定，或者地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，或處于深層部位、“三下”壓煤等。這些資源由于受地質(zhì)構(gòu)造以及前期無序開采等原因，通常已經(jīng)支離破碎，給開采工作帶來了很高難度，因此礦井進(jìn)入衰老期之后，可以繼續(xù)開采資源往往只有極薄煤層、不穩(wěn)定煤層(如：雞窩煤)、煤柱(如：護(hù)巷煤柱)，在開采這些資源時，很難布置工作面，尤其是對于“三下”壓煤，在開過程中甚至?xí)Φ孛娼ㄖ斐捎绊?，由此可見，礦井開采條件不斷復(fù)雜化，開采難度越來越大;是現(xiàn)階段衰老礦井開采工作面臨的重要課題。

(二)生產(chǎn)成本日趨升高

采煤企業(yè)與其他企業(yè)有所不同，所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要來自于礦井內(nèi)有限的煤炭資源，企業(yè)無法通過其他材料來制作煤炭，生產(chǎn)活動對自然資源的依賴性很高，生產(chǎn)成本難以有效控制。

另一方面，開采煤炭需要投入大量的機(jī)械設(shè)備，并且要具備完善的地面設(shè)施，在生產(chǎn)安全方面也要做大量工作，致使煤炭開采需要很高的生產(chǎn)成本，特別是對于衰老礦井而言，開采難度更大，設(shè)備管理以及安全管理等工作需要投入更多的人力和物力，因此衰老礦井開采工作的成本相對較高。

除此之外，衰老礦井開采效率較低，而生產(chǎn)過程中企業(yè)需要承擔(dān)的設(shè)備修理費、折舊費、電費居高不下。這樣一來，生產(chǎn)成本勢必會日趨升高，企業(yè)經(jīng)營越來越困難。

因此，衰老礦井在開采過程中面臨著可采資源日益稀少、開采條件不斷復(fù)雜化、生產(chǎn)成本日趨升高等問題，而福建省很大一部分衰老礦井可挖掘的資源多為極薄煤層，而且針對極薄煤層開采也有一定的開采技術(shù)經(jīng)驗，但由于管理上存在一些欠缺，回采效率偏低，基于這種情況，為了提高煤炭資源的開采效率，必須探索衰老礦井工作面回采效率管理措施，以達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

三 衰老礦井極薄煤層采煤工作面回采效率的管理措施

福建省資源比較貧乏，對極薄煤層多有研究和探討，現(xiàn)在較多采用的極薄煤層的采煤方法一般采用斜切短壁回采方法。

(一)極薄煤層采煤方法

主小眼的布置方法：在運(yùn)巷內(nèi)每隔45-60米左右沿著煤層正傾斜方向開掘一條改造眼(對于45°以下的煤層采用破底板而不破壞頂板的半煤小眼，掘進(jìn)寬度2.2米、高度1.4米;當(dāng)煤層傾角大于45°時采用全煤掘進(jìn)，掘進(jìn)寬度3.2米、高度全煤厚)，傾斜長度為2/3斜長。

圖1 回采方法及順序

采煤面布置：由主小眼沿傾斜方向每隔20-25米打一偽斜斜坡眼，坡度盡量控制在22°-25°(溜槽煤能夠自溜為宜)范圍。打至可采邊界或采空區(qū)，再往上打切眼形成短壁回采面。改造眼兩側(cè)斜眼錯距6-8米。按由上往下、由里往外的順序進(jìn)行分塊回采。

在回采過程中，隨著工作面往前推進(jìn)，在斜眼下幫必須預(yù)先打上兩排貼幫密柱，阻攔上部塊段采空區(qū)頂板垮落的矸石竄入下方工作面，確保安全生產(chǎn)并提高工作面的煤質(zhì)。

圖2 主小眼的支護(hù)平面圖

(二)提高薄煤層工作面回采效率管理措施

對薄硬煤層的綜合開采，除了要結(jié)合煤礦礦井實際情況，選擇合理高效先進(jìn)的開采技術(shù)外，還應(yīng)配套相應(yīng)的安全高效高產(chǎn)管理措施。

(1)制定掘進(jìn)回收煤的管理和激勵措施，提高掘進(jìn)煤回收效率

開掘半煤主小眼時，要認(rèn)真對小眼施工進(jìn)行設(shè)計，對炮眼布置、裝藥量、起爆順序要嚴(yán)格要求，進(jìn)行分次爆破;提高掘進(jìn)煤的回收指標(biāo);應(yīng)用經(jīng)濟(jì)杠桿，提高回收煤單價;采用分裝分運(yùn)，提高回收煤量。

(2)開采方案技術(shù)論證，提高工作面回采效率

為防止“吃肥丟瘦”的短期行為，要結(jié)合礦井實際情況，對每一層、每一塊段都必須進(jìn)行組織采掘，以提高工作面回采效率。地質(zhì)技術(shù)員在進(jìn)行采煤技術(shù)方法探討、分析、論證、以及批準(zhǔn)等環(huán)節(jié)中均需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，選擇最佳最優(yōu)最安全的采煤技術(shù)方法，并形成必要的應(yīng)急處理方案，以確保工作面具有較高回采效率。

(3)加強(qiáng)現(xiàn)場管理促進(jìn)工作面正常生產(chǎn)

薄煤層工作面的開采，由于煤層厚度較薄，要實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效，就必須要加強(qiáng)工作面現(xiàn)場管理力度，確保工作面有足夠的推進(jìn)度，推進(jìn)工作面正常高效生產(chǎn)，處理好有限煤炭資源回收與安全生產(chǎn)間的關(guān)系，提高工作面回采效率。

(4)加強(qiáng)工作面現(xiàn)場管理，提高工作面煤炭回收率

要嚴(yán)格考核工作面回采率，制定科學(xué)合理的考核制度，發(fā)現(xiàn)有浮煤超限和任意丟煤情況，應(yīng)下發(fā)預(yù)防丟煤通知書，并扣其產(chǎn)量。通過相應(yīng)考核制度，防止工作面上出現(xiàn)丟煤、棄煤等不利現(xiàn)象出現(xiàn)。

(5)制定煤炭回采率責(zé)任制度，提高煤炭綜合回收率

從資料的提供、合理開采煤層經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證、回采工作面開采設(shè)計、工作面的施工和現(xiàn)場管理、以及考核都要制定煤炭回收率崗位責(zé)任制度，并制定激勵措施，回采率工作與責(zé)任管理人和工人的經(jīng)濟(jì)效益掛鉤，使得薄煤層開采在實際煤炭開采過程中每一個環(huán)節(jié)都有管理、跟蹤、和落實。提高有限煤炭資源的綜合回收效率。

四 總結(jié)

隨著能源形勢日益緊張，煤炭資源的數(shù)量越來越少，盡管世界各國都在努力開發(fā)新能源，但是在現(xiàn)階段以及未來很長一段時間內(nèi)，煤炭仍然是社會發(fā)展中不可缺少的資源。在煤礦開采工作中，每個礦井最終都會走向衰竭，因此必須要提高衰老礦井有效資源的利用率，就目前而言，為了提高煤炭資源的開采效率，必須要探索衰老礦井其他可回收煤層的的開采技術(shù)以及安全管理措施。

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