衰老矿井资源回收新方法

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  摘 要:石台矿业随着矿井逐年老化,煤炭资源逐渐枯竭,需采取深挖老采区潜能,稳定矿井衰老期产量。根据以往地质勘探资料和石门揭煤资料,通过对3、4煤层间距、3煤底区残余煤量和4煤煤厚等资料,进行经济安全技术一体化论证,认为3煤层底区与4煤层合采可行,并在C351工作面实践验证。这项举措提高了矿井资源回收率,能够有效的保障矿井衰老期持续稳定生产。
  关键词:底区;合采;资源回收
  1.引言
  随着石台矿煤炭资源不断减少,严重影响工作面接替和矿井产量稳定,而此同时一些表外资源量却无法利用。如何有序开采,最大限度的提高资源回收,延长矿井寿命,使矿区和谐稳定发展,逐渐成为石台矿业越来越突出和亟待解决的问题。
  2.矿井概述
  石台矿业位于闸河煤田,是一座拥有近四十年开采历史的综合机械化矿井,现核定生产能力为150万t/年,主采3煤层,平均厚度3.5m,地质构造复杂,随着矿井逐年老化,煤炭储量日益枯竭,工作面接替紧张,截止2012年底剩余储量可采期已不足3.5年,目前各生产采区均已经或即将全面进入回收主体岩巷保护煤柱和残余边角煤阶段。
  3.采区地质情况简述
  一水平南五采区,主采二叠系下统下石盒子组3煤层,变质程度较深为焦煤,煤厚1.84~4.62m,平均3.5m,层位稳定,结构复杂,含1~3层夹矸,夹矸厚0.1~1.3m,平均0.36m,岩性一般为泥岩和粉砂岩,煤层倾角10~25°,平均15°。3煤层与4煤层成组出现,与4煤层呈交叉合并关系,二者间距0~2.8m,平均1.31m。4煤层煤厚0~1.2m,平均0.48m,层位较稳定,结构简单。由于该煤層较薄,仅局部可采,单独开采投入大,煤质差,不经济,所以未计入矿井资源量。
  4.工程实际
  石台矿业资源枯竭,面临无面可采的困境,于是公司决定回收356、354、352、下333、下331、上336里工作面与石台煤矿与岱河煤矿矿界6号逆断层之间的剩余块段,将3煤底区和4煤层利用原有综采设备合并开采,仔细研究附近的-250石门、Ⅰ号石门、Ⅱ号石门揭煤剖面,6-78-12、Ⅰ45、Ⅰ45-3、77-23五采区钻孔等资料,该块段附近4煤层厚0~1.2m,平均0.6m,4煤距3煤层间距0.8~2.8m,平均1.1m,经过分析认为该块段4煤煤厚较稳定,且分布连续性较好,3煤底区煤厚0.1~2.0m,平均1.2m,矿层总厚达到2.9m,符合综采设备开采要求,具备开采价值。我们将这一情况及时汇报公司总工程师,引起公司领导高度重视,经过反复核查地质资料和严密的分析论证,认为该方法有利于发挥综采优势,实现高采高效;延长工作面回采时间,确保连续生产,保证矿井产量稳定,缓解接替紧张局面;提高矿井资源利用率,产生巨大的经济效益。通过加强生产管理、安全管理及煤质管理,完全可以实现顺利回采。决定对最初设计进行优化,再施工C351改造风巷,首次进行3煤底区与4煤合采工程探索与实践。
  在施工C351改造风巷、风巷、回风巷过程中,实收剖面资料显示,底区煤厚0.6~2.4m,平均1.25m,局部含一层夹矸,厚0~0.3m,平均0.2m,3煤底部为泥岩厚0.6~1.8m,平均1.0m,其下为4煤,煤厚0.5~1.2m,平均0.8m,实际3煤与4煤合采段采高达到3.05m。
  5.经济效益分析
  通过创用3煤底区与4煤合采后,综采走向延长至1230米,比原设计长580m,延长工作面长度近1倍,C351工作面于2011年9月份开始回采,于2012年7月进入3煤底区与4煤合采段,预计可采至2013年8月,比原设计工作面回采期延长13个月,回采期间加强底区顶板安全管理,及时根据煤厚变化控制采高,减少矸石混入,做好煤质管理,达到安全回采良好效果。通过创用3煤底区与4煤合采工艺,在C351工作面共计回收4煤7.2万吨,为公司多创效近3370万元,经济效益极为可观。
  3煤底区与4煤合采在C351工作面成功应用,可进一步在五采区进行推广,据可靠地质资料五采区剩余可采块段4煤储量在60万吨,加上3煤底区储量合计在200万吨左右,根据已揭露的详细地质资料,充分利用采区原生产系统,灵活布置,科学制定回采计划,加大资源回收力度,初步设计五采区残余块段可布置8~10个合采工作面,如此以来,可大大缓解公司生产接替压力,在类似地质条件下可大力推广应用。
  3煤底区与4煤合采工艺的探索,开拓了资源管理的工作思路,作为一种新的资源回收方式,他具有十分明显的优点:一是提高了矿井资源回收率,3煤底区与4煤一次全部回采干净,即解决了3煤底区较薄,回采不经济,丢失可惜的“鸡肋”境地,又避免了超薄煤层4煤的资源浪费,盘活了矿井不可利用储量,在资源管理上做到“吃干榨净”,二是巨大的经济与社会效益,仅在五采区以后的合采工作面中可基本完全回收3煤底区及4煤全部资源约260万吨,为公司创效在3.5亿元以上,经济效益相当可观,同时延长了矿井的开采年限1.3年,安定了广大职工情绪,在促进煤矿可持续发展及矿区社会和谐稳定上具有深远的意义。
  6.结束语
  石台矿业一直在提高资源回收上不断摸索探求,通过反复科学论证,通过多年的努力,逐渐摸索出一系列在回采边角块段、主体煤柱回收、底区二次开采等提高资源回收的成功案例,正是这些成功案例为石台矿业在资源日渐枯竭、战线逐渐拉长、采场条件不断恶化的情况下能稳步生产做出了积极贡献,保障矿井健康可持续发展。
  作者简介
  1李颖梅(1979年-),女,安徽泗县人,助理工程师,在淮北矿业集团公司石台矿业有限责任公司地测科长期从事地质基础工作。
  [参考文献]
  1、中国矿业大学煤田勘探研究院:《煤矿地质学》,煤炭工业出版社,1979.
  2、安徽省煤田地质局第三勘探队.石台煤矿矿井地质报告,2008.
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