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      寧洋煤礦翠屏山組煤層開采技術(shù)分析

      2021-03-16 23:49:12鐘聯(lián)強(qiáng)
      中國應(yīng)急管理科學(xué) 2021年9期
      關(guān)鍵詞:開采儲量

      鐘聯(lián)強(qiáng)

      摘? 要:隨著礦井開采的不斷延伸,資源逐漸枯竭,如何緩解儲量不足及生產(chǎn)接續(xù)緊張局面,保持礦井持續(xù)良性開采和資源節(jié)約集約綜合利用,成為煤礦急需解決的發(fā)展難題。面對諸多不利因素,寧洋煤礦近年來主要是通過對翠屏山組4#、8 #薄煤層的開采,積極探索翠屏山組煤層開采的新途徑,盡可能地加大翠屏山組煤層開采力度,解決煤層掘進(jìn)和開采的技術(shù)難題,降低開采成本,有效的調(diào)動了礦井開采翠屏山組煤層的積極性。

      關(guān)鍵詞:極薄煤層;儲量;開采

      分類號:D631.6

      一、寧洋煤礦概況

      寧洋煤礦始建于1989年,礦區(qū)面積8.6032平方公里,生產(chǎn)規(guī)模21萬噸/年,礦井主要開采煤層為童子巖組22#、21#煤層,隨著礦井開采的不斷延伸,主采煤層資源逐漸枯竭。但在礦井開拓過程中,發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)翠屏山組4#、8#煤層儲量可觀,根據(jù)2007年9月福建省121煤田地質(zhì)勘探隊(duì)提交的《福建省寧洋煤礦生產(chǎn)勘探地質(zhì)報(bào)告》及省國土資源評估中心以閩國土資源儲評字【2012】149號(礦產(chǎn)資源儲量評審意見書),礦井至2012年6月保有儲量為568.3萬噸,其中22#(122b+333)為365.3萬噸,新增翠屏山組4#、8#煤層122b級為90.2萬噸,334級為112.8萬噸,4#、8#總儲量(122b+334)為203萬噸。

      寧洋煤礦是個構(gòu)造復(fù)雜的礦井,礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)為一向西傾的波狀起伏的向、背斜褶曲。地層總體北北東向,主要發(fā)育有F0、F4、F8斷層。煤層厚度變化大,尤其是翠屏山組4#、8#煤層,其厚度受后生構(gòu)造的改造后破壞,煤巖層發(fā)生強(qiáng)烈的形變,形成特殊構(gòu)造形態(tài),受擠壓作用變成為薄及極薄煤層,主要特性:

      4#頂板為泥巖,含植物碎屑化石,底板為泥質(zhì)砂巖,含豆?fàn)钅噘|(zhì)結(jié)核。簡單結(jié)構(gòu), 4#煤層可采率約60%,為不穩(wěn)定煤層第二種,厚度在0.5~1.0m,平均厚度0.65m,煤層傾角18~60°,平均45°,煤質(zhì)為富灰、中硫、低磷、中發(fā)熱量的無煙煤。

      8#頂板為砂質(zhì)泥巖,含植物碎屑化石,底板為泥質(zhì)砂巖,含植物根莖化石。簡單結(jié)構(gòu), 8#煤層可采率約65%,為不穩(wěn)定煤層第二種,厚度在0.4~1.20m,平均厚度0.7m,煤層傾角15~65°,平均50°煤質(zhì)為富灰、中硫、低磷、中發(fā)熱量的無煙煤。

      二、開采翠屏山組煤層的可行性、必要性分析

      由于翠屏山組煤層均為薄及極薄煤層,且煤質(zhì)較差,開采成本高,巷道萬噸掘進(jìn)率也高,人均工效低,以往在我礦開采較少。但是,隨著煤炭資源不斷緊缺,煤炭銷售市場旺盛,翠屏山組4#、8#煤層開采也越來越得到重視。對翠屏山組煤層開采的可行性,必要性簡要分析如下:

      1.生產(chǎn)工藝的提高,對開采翠屏山組煤層提供可靠的技術(shù)保障;

      2.翠屏山組煤層作為主采煤層的配采煤層,開采時能充分利用主要煤層現(xiàn)有的生產(chǎn)巷道、生產(chǎn)設(shè)施,如4#煤層與童子巖組21#煤層平均層間距約200米,掘一石門即可揭露,較為便捷;

      3.翠屏山組煤層開采時雖然消耗定額較高,日效較低,但因其頂、底板巖性較好,周期來壓一般緩慢,很少出現(xiàn)隨采隨冒事件,因此開采的安全性較高;

      4.縣龍晶選煤廠成立,為劣質(zhì)煤炭銷售市場提供平臺。

      5.開采翠屏山組煤層能使寶貴的資源不丟失,符合節(jié)約能源的大局,即可緩和生產(chǎn)接替緊張的局面,也能有效地延長礦井服務(wù)年限。

      三、礦井對翠屏山組煤層開采提高資源節(jié)約與綜合利用的主要做法

      1.建立開采翠屏山組煤層激勵機(jī)制,調(diào)動采煤隊(duì)開采翠屏山組煤層的積極性

      1.1翠屏山組煤層開采成本高,開采難度大,回采工效低,勞動強(qiáng)度大,為了調(diào)動采煤隊(duì)伍開采翠屏山組煤層的積極性,該礦明確開采翠屏山組煤層的優(yōu)惠政策,出臺了《開采翠屏山組煤層承包優(yōu)惠辦法》、《關(guān)于翠屏山組煤層開采工資考核辦法》,對承包開采翠屏山組煤層的施工隊(duì)在上繳承包費(fèi)時給予適當(dāng)優(yōu)惠,對工班按煤層的厚度來定采煤單價等級和完成計(jì)劃指標(biāo)任務(wù)的加價措施,確保采煤隊(duì)平均工資不低于全礦采煤隊(duì)工資,以提高工人采翠屏山組煤層的積極性。

      1.2由于開采翠屏山組煤層回采工效低,單產(chǎn)不高,一工班月產(chǎn)量一般只在500-700噸,不適宜大隊(duì)伍施工回采,為此在選擇開采翠屏山組煤層采煤隊(duì)伍時,本著少而精的原則,及時、精心組建施工隊(duì)伍,同時采取經(jīng)濟(jì)上扶持、管理上規(guī)范、后勤保障、收入上保障等做法,充分調(diào)動采煤隊(duì)伍的積極性。

      1.3組織礦技術(shù)骨干開展技術(shù)分析和研究,對翠屏山組煤層開采方案開展技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性論證,制定科學(xué)合理的施工方案,在施工過程中加強(qiáng)現(xiàn)場施工指導(dǎo),降低投入風(fēng)險(xiǎn)。明確了地質(zhì)找煤的獎勵辦法,按采出量0.5元/噸對個人進(jìn)行獎勵,提高了工程技術(shù)人員的地質(zhì)找煤積極性,為尋找可供開采的翠屏山組煤層提供了量的保證。

      2.加強(qiáng)地質(zhì)前期工作,充分利用原有生產(chǎn)系統(tǒng)和巷道布置,選擇科學(xué)合理的巷道布置方式,以降低萬噸掘進(jìn)率

      由于翠屏山組煤層在原來的地質(zhì)報(bào)告沒有提供詳細(xì)的報(bào)告,只有通過對以往已揭露的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析、現(xiàn)場資料的收集和地質(zhì)資料分析,找出翠屏山組煤層的賦存狀況比較正常穩(wěn)定塊段,以降低萬噸掘進(jìn)率,降低開采成本,做到有的放矢。2011年初,我礦生產(chǎn)技術(shù)部門認(rèn)真分析310采區(qū)+180-4#煤層開采情況,確定F8下盤4#煤層賦存較為穩(wěn)定,煤厚在0.3~0.9m左右。利用原有的21#石門運(yùn)巷打145米左右的石門見4#煤層進(jìn)行開采,2011年采該薄煤層4200噸。充分利用21#石門運(yùn)巷進(jìn)行綜合開采降低萬噸掘進(jìn)率,并提高資源利用率及經(jīng)濟(jì)效益。

      3.開展技術(shù)攻關(guān),解決翠屏山組煤層掘進(jìn)和開采的難題。

      翠屏山組煤層開采難度大,表現(xiàn)為厚度薄、傾角大、掘進(jìn)率高、工人勞動強(qiáng)度大等,造成工作面有效開采斜長變短,同時送料、通風(fēng)困難,回采工效低,開采煤炭含矸率較高、開采效益差。為此該礦組織工程技術(shù)人員開展科技攻關(guān),改進(jìn)翠屏山組煤層的采煤方法和掘進(jìn)工藝。

      3.1組織工程技術(shù)人員深入現(xiàn)場,收集資料,集思廣益,應(yīng)用多種回采方法進(jìn)行試驗(yàn),總結(jié)出了適合翠屏山組煤層的開采方法----“樹枝狀采煤法”,即在煤層運(yùn)巷每隔50米左右沿煤層正傾斜方向破眼50米---“主干”,兩眼之間沿煤拉斜坡—---“分枝”,“主干”上部采用斜坡采煤法,“分枝”相互溝通,采用短壁推采,“主干”作為行人、送料、溜煤使用。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐證實(shí),該方法對于開采翠屏山組煤層技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理:一是增加工作面有效開采斜長,提高礦井資源回收率;二是便于行人、送料、出煤,改善了作業(yè)環(huán)境,減輕了回采工人的勞動強(qiáng)度,提高了回采工效;三是通過增加開采斜長,增加了開采煤量,降低了萬噸掘進(jìn)率,生產(chǎn)成本得到有效控制。

      3.2成立科研小組,組織技術(shù)骨干,在翠屏山組煤層掘進(jìn)巷道中,開展中深孔爆破試驗(yàn),采用二次掏槽,實(shí)行分裝分爆,并對炮眼布置、打眼、裝藥等工藝等進(jìn)行改進(jìn),取得成功。一是提高了循環(huán)進(jìn)尺,一茬炮進(jìn)尺在1.8米以上;二是通過分裝分爆,回收了掘進(jìn)煤量,僅20120年度回收掘進(jìn)煤1000噸,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益;三是降低了火工品消耗,單耗下降10%;四是提高了單進(jìn)水平,員工的收入得到提高。

      3.3優(yōu)化開采方案,選擇科學(xué)合理的巷道布置方式。首先,充分利用翠屏山組煤層頂板壓力小的有利條件,采用沿煤掘進(jìn)的巷道布置方式,邊掘、邊探、邊采,避免無效進(jìn)尺產(chǎn)生,有效降低了萬噸掘進(jìn)率。

      四、開采極薄煤層取得主要成效及經(jīng)驗(yàn)

      礦井從18年度開始加大了對翠屏山組煤層的開采力度,針對地質(zhì)儲量報(bào)告實(shí)際情況,從310采區(qū)180平南翼掘進(jìn)F8斷層的上、下兩盤全巖巷道1200米,通過開拓布置探巷的性質(zhì)加大對翠屏山組煤層的開采力度。近三年總投資情況為:18年開拓176.7萬元,19年生產(chǎn)主巷152.3萬元,20年主巷、采準(zhǔn)168.2萬元,總計(jì)497.2萬元。

      1.開采極薄煤層取得主要成效

      1.1極薄煤層開采取得量的突破,2018-2020年共采出煤量4.58萬噸,占總產(chǎn)量的10.8%,煤炭不含稅銷售單價為560元/噸,收入達(dá)2564萬元;

      1.2區(qū)段下延速度得到有效控制,生產(chǎn)接替緊張局面得到緩和,實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)接替;

      1.3提高了礦井資源回采率,通過加強(qiáng)翠屏山組煤層配采的路子,延長礦區(qū)服務(wù)年限。

      2.開采翠屏山組薄煤層取得主要經(jīng)驗(yàn)

      2.1礦領(lǐng)導(dǎo)重視是前提

      各級管理人員要統(tǒng)一思想,提高認(rèn)識,將合理有效開發(fā)利用翠屏山組煤層擺到突出位置,把各項(xiàng)制度、措施落到實(shí)處,積極推進(jìn)翠屏山組煤層開發(fā)利用工作,確保了翠屏山組煤層回采率的提高。

      2.2培育和樹立職工的儲量資源危機(jī)意識是基礎(chǔ)

      煤炭是不可再生的資源,煤炭生產(chǎn)礦井必然要經(jīng)歷由興旺到衰老的過程。該礦歷經(jīng)五十多年開采,開采水平越來越深,煤層賦存條件變差。針對這種實(shí)際,該礦領(lǐng)導(dǎo)高度重視,要求全體干部、職工切實(shí)樹立資源危機(jī)意識,轉(zhuǎn)變觀念,充分挖掘礦井內(nèi)部潛力,發(fā)揮現(xiàn)有存量資源-臨界可采煤層的作用,確保礦區(qū)生產(chǎn)“保規(guī)模,延年限”,造福企業(yè)員工。

      2.3翠屏山組煤層開采利用政策扶持是關(guān)鍵

      礦井、采煤隊(duì)二個不同層次在翠屏山組煤層開采利用大目標(biāo)上是一致的,但不同層次有不同追求,如何協(xié)調(diào)不同層次行動一致,特別是激發(fā)采煤隊(duì)員工主動性是制訂激勵措施的要點(diǎn),要采取經(jīng)濟(jì)上扶持、管理上規(guī)范、收入上保障等新做法,確保既定工作的實(shí)施。

      2.4技術(shù)先行是達(dá)到預(yù)期目的的保證

      翠屏山組薄煤層開采在地質(zhì)分析、方案優(yōu)化、系統(tǒng)簡化、節(jié)省投資等方面都有很大的潛力,要重視發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員的作用,進(jìn)行深入細(xì)致的分析、論證和審查,確保翠屏山組煤層開采的經(jīng)濟(jì)性。

      五、結(jié)束語

      煤炭是不可再生的寶貴資源,隨著童子巖組主采煤層的儲量減少和資源的日趨匱乏,翠屏山組煤層開采得以高度重視,近年來該礦根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展和新形勢下各方面發(fā)展的需要,結(jié)合煤層分布情況,通過積極探索翠屏山組煤層開采的新途徑,采用新工藝加大對翠屏山組煤層的開采,有效地提高了翠屏山組煤層資源的開發(fā)和利用,提高了礦井資源的利用率。翠屏山組煤層開采工作成效顯著,寧洋煤礦近三年來共計(jì)投入資金497.2萬元,采出翠屏山組煤4.58萬噸,增加礦產(chǎn)品收入2564萬元,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,為縣域內(nèi)其它煤礦企業(yè)開采翠屏山組煤層提供有效借鑒經(jīng)驗(yàn)。

      參考文獻(xiàn):

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      [2]李生輝,趙鋼.采煤工程中薄煤層開采技術(shù)分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2019(17):184.

      [3]曹世富.復(fù)雜煤層開采評價及技術(shù)分析[J].能源技術(shù)與管理,2018,43(04):147-149.

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      [5]孫建廣.厚煤層開采技術(shù)分析[J].山東煤炭科技,2014(06):51-52.

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