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摘 要:矿井现有资源濒临枯竭,原非正规采煤法开采后煤炭回采率低,具有复采可行性,利用原有开拓巷道可低成本投入即可增加矿井服务年限,缓解接替,增加煤炭回收率,为矿井创造经济效益。
关键词:资源枯竭;复采前探煤方案;经济效益;安全性
1 矿井概况
江西仙槎煤业公司省属国有重点煤矿,隶属于江西煤炭集团景德镇分公司。矿区位于景德镇市东南19公里处。井田位于萍乐坳陷带涌山桥矿区的东北端,为一个不完整的向斜构造。矿井地层倾角一般在40°~60°,属急倾斜向斜构造。矿区因向斜轴部抬起及历经多年开采,现在只有五、六1、六2、七1、八1五个煤层在开采,其中六1、七1、八1为主要可采煤层,五煤局部可采。各开采煤层厚度均在1.5~3.0m之间。
矿井为煤与瓦斯突出矿井,各可采煤层均有突出危险性。煤层自燃倾向性为不易自燃。矿区内无大的导水断层和含水构造,水文地质条件原本简单,但因地方小井无序开采,破坏地表、浅部地层、隔水煤柱等使矿井水文地质类型人为复杂化。
矿井为平峒暗斜井多水平分区式开拓,水平划分为:一水平-120m以上、二水平 -120 ~-270m、 三水平-270 ~-400m、 四水平-400 ~-500m。目前开采三水平、四水平,一、二水平已开采结束。采煤方法原为斜切爆破采煤法,自2004年起改为伪俯斜柔性掩护支架采煤法。历经多年,该采煤方法已得到娴熟运用和改进。现有四个采区以探明的断层为界,均有独立的生产系统。
2 问题的提出
2.1 断层多、煤层赋存不稳定
仙槎煤业矿井是有着50余年开采历史的老矿井,矿井现有资源濒临枯竭。随着开采深度的不断延伸,矿井受向斜轴东浅西深的煤层构造影响,使整个矿井范围内走向煤层缩短,可布置的工作面逐步减少,加之开采深度增加接近逆冲断层,煤层受逆冲断层组的次生构造影响,煤层赋存极不稳定。因此,煤层实际可采储量减少、断层构造增多成为当前矿井保产、保接替的最大障碍。
2.2 煤炭价格下滑、生产成本增加
生产成本高矿井开采水平不断延深,使矿井运输环节增多,主要斜井提升已经是三级提升,加之煤层赋存不可靠、探煤工程增多,点多面广的格局长期存在,因此矿井生产成本增加。而近几年煤炭市场形势极不理想,企业已连续三年生产成本与销售价格倒挂,企业亏损相当严重。这就要求矿井必须精打细算、深挖内潜,降低生产成本,优化生产方案。
2.3 复采可行性
仙槎煤业2003年以前开采方式为斜切爆破采面法,该采煤方法煤炭损失量大,实际回采率不足50%,且我矿井二水平及以上煤层赋存相对稳定,断层构造少。我局东方红煤矿(与仙槎煤业矿井相邻,属同一煤系)为复采矿井,多年来复采取得了非常不错的生产效益。同時,在矿井内进行复采,大多系统巷道如轨道上山、溜煤溜矸岩等均较完好,可大大节约开拓成本。仙槎煤业公司根据目前煤炭生产形势和当前客观条件,决定在二水平以上原斜切爆破开采后的采空区进行复采。
3 复采探煤方案对比优化
以仙槎煤业28采区为例:28采区原开采标高为-120~-270m,从-120~-215m区间各煤层均为原斜切爆破采煤后的采空区,其回采已有十余年之久,根据该区解开密闭后现场勘察,区内-190~-270溜煤眼完好、-120总回风巷道完好、高位沉淀池完好,主要轨道上山无严重垮塌现象,主要石门和专用通风上山垮塌相对严重。
根据这一状况,要完善28采区各个系统,还需要进行大量的工作,为此经综合考虑,公司制定了两套方案:
方案一:首先完善采区内运输提升系统,即28-270~-190轨道上山、28-190~-120轨道上山;然后在28-190石门、28-130石门同时掘进和修理,以便快速进驻工作面。最后利用安装掩护支架、溜子设备期间完善脱水系统。
方案二:先完善28-270~-190轨道上山提升系统,然后修理-190石门,进驻煤层机巷以摸清煤层赋存情况,确认煤层赋存可靠后再完善28-190~-120轨道上山,继而施工-130石门和煤层风巷,同时利用此期间完善脱水系统。
比较两种方案的优缺点:方案一的优点在于其-130、-190石门及煤层巷道两个头面同时拉开,施工进度快,投产周期短,对采区间的生产接替相当有利;但其工程全面拉开后,工程资金投入大。因复采煤层赋存可靠性必须经巷探才能准确探明,若资金大量投入,而煤层赋存不适于掩护支架开采,则会造成大量巷道报废,增加矿井生产成本。而方案二充分考虑这一点,先单线施工,首先在-190先进驻煤层巷道探明煤层赋存,确定煤层可采性后,再全面部署工作面,经两套方案施工时间对比,实际投产时间方案一仅比方案二提前了3个月。因此,公司根据企业当前的经济形势,选择了方案二。
4 小结
仙槎煤业公司按照上述方案的整体部署,2015年3月工作面已进入生产阶段。从仙槎煤业28采区复采、探采方案的实施提供了一系列可靠依据:其一,原斜切爆破采面法采后采空区进行掩护支架煤层复采是可行的,这不仅利于本矿此类煤炭资源枯竭型矿井的采掘工作面调配,同时可提高煤层回收率,延长矿井服务年限,稳定矿井原煤产量。其二,在当前煤炭经济形势下滑的情形下,准备复采区可充分利用原有巷道,这样可节约大量开拓成本,如按一个采区主要开拓巷道1000m计算,复采巷道60%的利用率,再加上20%维修率,一个采区光开拓岩巷工程就可节约资金上百万元。其三,复采巷道均是在原采空区内采煤作业,煤层瓦斯已得到充分的释放,基本无需进行瓦斯治理工作,煤层巷道施工安全性大大提高,同时也可节约瓦斯治理的一大笔费用。其四,复采工程巷道施工布置、步骤的优化、可行性分析具有相当的必要性,复采煤层赋存与初采煤层赋存存在差异,亦属一项探煤工程,不进行复采可行性分析、不进行巷道部署的优化就有可能造成工程的报废、资金的浪费。其五,复采工程必须做好煤层自燃发火、水患的防治。总而言之,复采利与弊共存,只有在实践中不断摸索才能为矿井创造更多更大价值。
作者简介:
汪小明,男,1978年06月,采矿工程师,本科,现任江西仙槎煤业有限责任公司通风副总兼生产科长。
关键词:资源枯竭;复采前探煤方案;经济效益;安全性
1 矿井概况
江西仙槎煤业公司省属国有重点煤矿,隶属于江西煤炭集团景德镇分公司。矿区位于景德镇市东南19公里处。井田位于萍乐坳陷带涌山桥矿区的东北端,为一个不完整的向斜构造。矿井地层倾角一般在40°~60°,属急倾斜向斜构造。矿区因向斜轴部抬起及历经多年开采,现在只有五、六1、六2、七1、八1五个煤层在开采,其中六1、七1、八1为主要可采煤层,五煤局部可采。各开采煤层厚度均在1.5~3.0m之间。
矿井为煤与瓦斯突出矿井,各可采煤层均有突出危险性。煤层自燃倾向性为不易自燃。矿区内无大的导水断层和含水构造,水文地质条件原本简单,但因地方小井无序开采,破坏地表、浅部地层、隔水煤柱等使矿井水文地质类型人为复杂化。
矿井为平峒暗斜井多水平分区式开拓,水平划分为:一水平-120m以上、二水平 -120 ~-270m、 三水平-270 ~-400m、 四水平-400 ~-500m。目前开采三水平、四水平,一、二水平已开采结束。采煤方法原为斜切爆破采煤法,自2004年起改为伪俯斜柔性掩护支架采煤法。历经多年,该采煤方法已得到娴熟运用和改进。现有四个采区以探明的断层为界,均有独立的生产系统。
2 问题的提出
2.1 断层多、煤层赋存不稳定
仙槎煤业矿井是有着50余年开采历史的老矿井,矿井现有资源濒临枯竭。随着开采深度的不断延伸,矿井受向斜轴东浅西深的煤层构造影响,使整个矿井范围内走向煤层缩短,可布置的工作面逐步减少,加之开采深度增加接近逆冲断层,煤层受逆冲断层组的次生构造影响,煤层赋存极不稳定。因此,煤层实际可采储量减少、断层构造增多成为当前矿井保产、保接替的最大障碍。
2.2 煤炭价格下滑、生产成本增加
生产成本高矿井开采水平不断延深,使矿井运输环节增多,主要斜井提升已经是三级提升,加之煤层赋存不可靠、探煤工程增多,点多面广的格局长期存在,因此矿井生产成本增加。而近几年煤炭市场形势极不理想,企业已连续三年生产成本与销售价格倒挂,企业亏损相当严重。这就要求矿井必须精打细算、深挖内潜,降低生产成本,优化生产方案。
2.3 复采可行性
仙槎煤业2003年以前开采方式为斜切爆破采面法,该采煤方法煤炭损失量大,实际回采率不足50%,且我矿井二水平及以上煤层赋存相对稳定,断层构造少。我局东方红煤矿(与仙槎煤业矿井相邻,属同一煤系)为复采矿井,多年来复采取得了非常不错的生产效益。同時,在矿井内进行复采,大多系统巷道如轨道上山、溜煤溜矸岩等均较完好,可大大节约开拓成本。仙槎煤业公司根据目前煤炭生产形势和当前客观条件,决定在二水平以上原斜切爆破开采后的采空区进行复采。
3 复采探煤方案对比优化
以仙槎煤业28采区为例:28采区原开采标高为-120~-270m,从-120~-215m区间各煤层均为原斜切爆破采煤后的采空区,其回采已有十余年之久,根据该区解开密闭后现场勘察,区内-190~-270溜煤眼完好、-120总回风巷道完好、高位沉淀池完好,主要轨道上山无严重垮塌现象,主要石门和专用通风上山垮塌相对严重。
根据这一状况,要完善28采区各个系统,还需要进行大量的工作,为此经综合考虑,公司制定了两套方案:
方案一:首先完善采区内运输提升系统,即28-270~-190轨道上山、28-190~-120轨道上山;然后在28-190石门、28-130石门同时掘进和修理,以便快速进驻工作面。最后利用安装掩护支架、溜子设备期间完善脱水系统。
方案二:先完善28-270~-190轨道上山提升系统,然后修理-190石门,进驻煤层机巷以摸清煤层赋存情况,确认煤层赋存可靠后再完善28-190~-120轨道上山,继而施工-130石门和煤层风巷,同时利用此期间完善脱水系统。
比较两种方案的优缺点:方案一的优点在于其-130、-190石门及煤层巷道两个头面同时拉开,施工进度快,投产周期短,对采区间的生产接替相当有利;但其工程全面拉开后,工程资金投入大。因复采煤层赋存可靠性必须经巷探才能准确探明,若资金大量投入,而煤层赋存不适于掩护支架开采,则会造成大量巷道报废,增加矿井生产成本。而方案二充分考虑这一点,先单线施工,首先在-190先进驻煤层巷道探明煤层赋存,确定煤层可采性后,再全面部署工作面,经两套方案施工时间对比,实际投产时间方案一仅比方案二提前了3个月。因此,公司根据企业当前的经济形势,选择了方案二。
4 小结
仙槎煤业公司按照上述方案的整体部署,2015年3月工作面已进入生产阶段。从仙槎煤业28采区复采、探采方案的实施提供了一系列可靠依据:其一,原斜切爆破采面法采后采空区进行掩护支架煤层复采是可行的,这不仅利于本矿此类煤炭资源枯竭型矿井的采掘工作面调配,同时可提高煤层回收率,延长矿井服务年限,稳定矿井原煤产量。其二,在当前煤炭经济形势下滑的情形下,准备复采区可充分利用原有巷道,这样可节约大量开拓成本,如按一个采区主要开拓巷道1000m计算,复采巷道60%的利用率,再加上20%维修率,一个采区光开拓岩巷工程就可节约资金上百万元。其三,复采巷道均是在原采空区内采煤作业,煤层瓦斯已得到充分的释放,基本无需进行瓦斯治理工作,煤层巷道施工安全性大大提高,同时也可节约瓦斯治理的一大笔费用。其四,复采工程巷道施工布置、步骤的优化、可行性分析具有相当的必要性,复采煤层赋存与初采煤层赋存存在差异,亦属一项探煤工程,不进行复采可行性分析、不进行巷道部署的优化就有可能造成工程的报废、资金的浪费。其五,复采工程必须做好煤层自燃发火、水患的防治。总而言之,复采利与弊共存,只有在实践中不断摸索才能为矿井创造更多更大价值。
作者简介:
汪小明,男,1978年06月,采矿工程师,本科,现任江西仙槎煤业有限责任公司通风副总兼生产科长。