韓秋月
(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦,河南平頂山467011)
平煤股份一礦東西走向長5公里,南北傾斜寬5.86公里,礦區(qū)面積29.3平方公里。礦井核定生產(chǎn)能力400萬噸/年。主采丁組、戊組煤層,煤種為1/3焦煤,一般作為動(dòng)力用煤。礦井為煤與瓦斯突出礦井,井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單,褶皺一般不發(fā)育,大中型斷層稀少。一礦井田內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡單,充水因素主要是頂板砂巖及老空積水。
1.2.1 井下主運(yùn)輸和排矸系統(tǒng)
一礦井下有兩套主運(yùn)輸系統(tǒng),承擔(dān)主運(yùn)輸任務(wù)。礦井排矸系統(tǒng)較為完善,具體情況如下:①三水平下延皮帶連續(xù)排矸系統(tǒng)。在三水平和北一井底車場分別設(shè)置有矸石倉,三水平下延各采區(qū)矸石通過三水平下延排矸巷皮帶運(yùn)輸至北一井底矸石倉,然后由北一進(jìn)風(fēng)井提升至地面。同時(shí)可通過各采區(qū)軌道系統(tǒng)利用礦車通過大巷、北一、北二副井提升至地面。四水平戊一采區(qū)矸石規(guī)劃通過采區(qū)雙向運(yùn)輸皮帶將矸石排至北三井底,再通過北三副井排至地面。排矸系統(tǒng)總的能力能夠滿足生產(chǎn)需要。②采區(qū)內(nèi)部排矸系統(tǒng)。三水平戊一下延、丁二采區(qū)利用皮帶下山運(yùn)煤皮帶分時(shí)段運(yùn)輸,同時(shí)還可設(shè)置區(qū)段矸石倉,增加礦井排矸系統(tǒng)的緩沖能力。
1.2.2 煤樓及動(dòng)篩車間生產(chǎn)系統(tǒng)
煤樓系統(tǒng)主要設(shè)備有鋼絲繩帶式輸送機(jī)、運(yùn)輸皮帶、滾軸篩及手選皮帶等。動(dòng)篩車間主要設(shè)備有運(yùn)輸皮帶、預(yù)分篩、刮板輸送機(jī)、手選皮帶、一級(jí)預(yù)分篩、二級(jí)預(yù)分篩、跳汰機(jī)等。二水平主斜井原煤升井后首先經(jīng)過煤樓初步篩選、去除50mm以上矸石,然后篩下物(0~50mm)與一水平主斜井原煤混合進(jìn)入動(dòng)篩車間,也可經(jīng)轉(zhuǎn)載進(jìn)入鐵路煤倉或外放至地面煤場。
1.2.3 洗煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)
洗煤工藝為由動(dòng)篩車間運(yùn)來的篩下9~50mm原煤采用脫泥有壓重介兩產(chǎn)品旋流器分選工藝;粗煤泥采用旋流器、振動(dòng)弧形篩和離心機(jī)回收工藝;細(xì)煤泥采用壓濾機(jī)和干燥爐烘干回收工藝;年處理原煤能力315萬噸。
2018年共動(dòng)用10個(gè)工作面。具體為:戊0-23070、戊0-23110、戊 0-23040、戊 0-31080、戊 8-31140、戊 8-32040、二水平丁二大巷煤柱、戊0-23060、戊0-31090、丁5-32080。
3.1.1 地質(zhì)構(gòu)造因素
地質(zhì)構(gòu)造較多,已揭露的采面斷層密度約60~160條/km2,單個(gè)采面斷層條數(shù)一般在10~30條之間。深部區(qū)域斷層較淺部區(qū)域發(fā)育,三維勘探存在多條10m以上斷層,未知斷層較多,對(duì)采面采掘及工作面規(guī)劃布置影響較大,同時(shí)伴生斷層多、影響生產(chǎn)和煤質(zhì)。
主力工作面丁6-32030采面回采期間揭露未知斷層落差3.5~5.5m,走向影響480m,傾向影響40m,采面回采期間單產(chǎn)低,對(duì)煤質(zhì)影響嚴(yán)重。丁6-32050高抽巷掘進(jìn)中發(fā)現(xiàn)未知斷層落10m,受斷層影響采面走向壓減400m,并影響到相鄰采面規(guī)劃布置。戊0-31090采面斷層29條,落差2m以上斷層6條,采面過斷層期間破頂破底,嚴(yán)重影響煤質(zhì)。主力工作面戊0-31080采面風(fēng)巷切眼向外110m外開始到采面結(jié)束有一落差1.0~5.5m走向斷層1條,影響走向長度為1440m。二水平丁二大巷煤柱采面回采刀把后需跳眼搬家一次,搬家后回采300m左右,風(fēng)巷揭露一落差4.8m大斷層,估計(jì)影響全采面,頂?shù)装寰鶠樯皫r,走向預(yù)計(jì)影響100m。
3.1.2 礦井煤厚變薄、分合層變化較大
一二水平大部分戊組煤合層、厚度達(dá)6~7m,二水平下部和三水平以下區(qū)域煤層厚度逐漸變薄、分合層變化較大,礦井深部東翼丁、戊組煤不可采。三水平戊一上山及下延區(qū)域戊8煤厚1.3~2.5m,戊9煤厚1.0m左右,戊10煤分層、內(nèi)部煤矸互層、夾矸厚度0.2m以上,單層煤厚1.2~2.3m。丁組煤存在丁5、丁6分合層現(xiàn)象,丁6煤含夾矸,丁6-32030、丁6-32050采面夾矸厚度0.2~0.6m。煤厚變薄,但綜采綜掘機(jī)械化設(shè)備尺寸較大,采掘中需要破頂破底,影響煤質(zhì)。
3.1.3 頂板因素
老巷影響方面,3年內(nèi)共安排二水平各采區(qū)煤柱工作面9個(gè)、產(chǎn)量295萬噸,占3年總產(chǎn)量的23%。掘進(jìn)、回采過程中均要過多條不同層位的老巷,這些老巷長期變形、頂板破碎,影響產(chǎn)量和煤質(zhì)。頂板影響方面,下分層采面增加,3年內(nèi)產(chǎn)量231萬噸,占3年總產(chǎn)量的18%,由于接替原因下分層采面銹結(jié)時(shí)間短、頂板破碎。丁戊組頂?shù)装鍘r性多為砂質(zhì)泥巖、泥巖,強(qiáng)度低、受壓易破碎。個(gè)別采面還存在薄煤帶。這些地質(zhì)因素均對(duì)煤質(zhì)造成較大影響。
根據(jù)各采面煤層厚度及地質(zhì)條件預(yù)測分析,一礦2018年毛煤發(fā)熱量計(jì)劃完成3580大卡/千克,具體工作面煤質(zhì)情況如下。
戊0-23070采面煤厚2.0m,預(yù)計(jì)2016年12月份開始回采,掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為45.68%,發(fā)熱量3732大卡/千克,回采期間采面過4條較大斷層,對(duì)煤質(zhì)影響較大,370m 處 H=3.0(走向/傾向影響 35/60),480m 處 H=3.5(走向/傾向影響 50/50),530m 處 H=2.2(走向/傾向 50/25),停采線以里25m處H=3.0(傾向60m),預(yù)計(jì)回采時(shí)毛煤發(fā)熱量在3300~3700大卡/千克。
戊9-23110采面煤厚2.8~1.2m,外段有150m長煤厚1.2m,有3條落差3m以上的斷層,對(duì)煤質(zhì)影響較大,根據(jù)相鄰采面煤質(zhì)情況,預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3300~3700大卡/千克。
戊0-23060采面煤厚2.0~3.3m,落差大于2.0m的斷層有5條,預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600~3900大卡/千克。
戊0-23040采煤煤厚3.0米,戊0內(nèi)部夾矸0.4m厚,預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600~3800大卡/千克。
二水平丁二大巷煤柱煤厚2.3~2.0m,有1條落差4.8m斷層,受老巷影響,預(yù)測該采面毛煤發(fā)熱量3600~3800大卡/千克。
戊0-31090采面煤厚1.8~2.2m,大于2m斷層有6條,掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.98%,發(fā)熱量3793大卡/千克?;夭蓵r(shí)毛煤發(fā)熱量3500~3700大卡/千克。
戊0-31080采面煤厚2.4m,有6條落差大于2.0m斷層,其中對(duì)煤質(zhì)影響較大的是風(fēng)巷切眼向外110m到采面結(jié)束有一落差1.0~5.5m走向斷層1條,掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.18%,發(fā)熱量3863大卡/千克。預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3600~3800 大卡/千克。
戊8-31140采面煤厚1.6~1.9m,有1條落差1.5~2.5m斷層,預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3400~3600大卡/千克。
戊8-32040采面煤厚2.0m,大于2m斷層有2條,其中1條4m斷層對(duì)煤質(zhì)影響較大,預(yù)測回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3500~3700大卡/千克。
丁5-32080采面煤厚2.0~2.7m,停采前440/240m分別有H=2.6/6.0斷層,掘進(jìn)期間刨取的煤層可采灰分為44.35%,發(fā)熱量3848大卡/千克,對(duì)煤質(zhì)影響較大,回采時(shí)毛煤發(fā)熱量3600~3800 大卡/千克。
優(yōu)化設(shè)計(jì)、完善排矸系統(tǒng),按照規(guī)劃實(shí)施好各采區(qū)排矸系統(tǒng),即三水平戊一下延采區(qū)實(shí)施區(qū)段矸石倉排矸方案,三水平戊二皮帶下山維修完成后及時(shí)布置雙皮帶運(yùn)輸排矸系統(tǒng),加快四水平戊一皮帶上山進(jìn)度、及早布置雙向皮帶運(yùn)輸排矸系統(tǒng)。做到采面排矸系統(tǒng)與采面同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工,利用好排矸系統(tǒng),努力做到分采分運(yùn)、分掘分運(yùn)。
合理確定工作面布置方式,避開惡劣地質(zhì)條件,盡量減少老巷、斷層、薄煤帶對(duì)工作面的影響。
綜采工作面合理選擇液壓支架,回采中逐月分段確定采高,減少破頂、破底量。
針對(duì)采掘工作面過斷層、薄煤帶和煤層分合層線等地質(zhì)影響區(qū)域,組織制定專項(xiàng)措施保證煤質(zhì)。