抚顺东露天矿提高原煤回采率方法

霍明亮，韩 伟，毕荣兴

（抚顺矿业集团设计院有限责任公司，辽宁 抚顺 113017）

抚顺东露天矿提高原煤回采率方法

霍明亮，韩 伟，毕荣兴

（抚顺矿业集团设计院有限责任公司，辽宁 抚顺 113017）

抚顺东露天矿煤层由若干个薄煤层组成，煤层夹矸量大。在开采过程中，不易分选，煤岩易混杂，混入岩过多直接影响销售价格。如采出含煤系数低的洗料过多，则增加选煤成本。为此，提高原煤回采率，可多采出原煤，减少入选洗料，可提高煤炭利润。

回采率；倾斜煤层；原煤；煤岩混杂

1 抚顺东露天矿概况

抚顺东露天矿田是抚顺煤田的一部分，隶属抚顺矿业集团，东露天矿田位于抚顺煤田的东部，东西长6 km，南北宽2.5 km，面积约为12 km2。现已探明煤炭储量9 000万t，油母页岩储量10亿t，油母页岩富矿平均厚度94.24 m，平均含油率为7.26%，最高达15.23%，开采年限近60年。

东露天矿最早开采于1924年，建国后被列为国家“一五”计划156项重点建设项目之一，曾3次开采、停产。1997年，抚顺矿务局编制了以东露天矿恢复为龙头、以油母页岩开发利用为主的转产规划。2004年9月28日国家发改委批复东露天矿恢复工程项目，2006年4月26日成立东露天矿，2009年9月29日正式投产，2013年达产，形成了以电铲-电机车为主、电铲-采矿汽车为辅的生产工艺，生产范围拓展到了西露天矿内排土场和东舍场。目前，电铁线路总延长180 km，接触网201 km，输配电线路271 km，拥有电铲33台、电机车48台、钻机11台，以及载重汽车81台、挖沟机25台、推土机17台、铲车38台等大型工程机械设备200余台，年产煤炭70万t、油母页岩富矿1 190万t，主要担负集团公司页岩油生产的富矿供应任务[1]。

2 东露天矿煤炭特点

2.1 煤层特点

该矿所采煤层为井工开采过的主要含煤地层剩余煤炭，原主要含煤地层之间夹有的灰白色页岩、碳质页岩、烛煤及灰色、灰黑色砂岩和粉砂岩夹石较薄，故对露天采矿影响不大。

东露天矿开采的本层煤是复合煤层，由2～38个分层组成，全区发育。矿田内煤层厚度27～60 m，平均厚度41.7 m，变化趋势是东、西段较厚，中段较薄。煤层为东西走向，倾向北，煤层倾角30°～40°，为倾斜煤层。东露天矿田内的本层煤煤层-200 m水平以上已被过去的小矿井开采，-200 m水平以下被老虎台、龙凤矿井工开采，现只剩煤柱等残煤，采空区大部分用废页岩充填[2]。

根据抚顺矿业集团地测公司提供的资料，不同区段不同标高煤层的含煤系数变化较大，-200 m水平以上平均含煤系数为0.479 4 m3/m3。

2.2 煤炭销售特点

东露天矿煤炭销售以原煤为主，少部分含煤系数低的洗料入选，选煤方式为螺旋滚筒洗煤机。从目前市场行情来看，洗煤成本高，洗后煤销售利润较低，综合比较原煤销售利润高于洗后煤。洗后煤的优势在于销售市场比原煤广。但由于东露天矿煤炭产量较小，原煤销售市场较热，东露天矿销售原煤利润较大。所以东露天矿没有建设大型选煤厂，主要销售原煤。

3 影响原煤回采率的因素

1）煤层条件。通过上述煤层特点可知，东露天矿的煤层由若干个薄煤层组成，煤层夹矸量大。并且，东露天矿所采的原煤，为井工矿采过的剩余煤炭，采空区被废页岩、砂石充填，里面还含有井工巷道遗留下的废旧木支架。煤炭分布不均匀，含煤系数变化大。

2）赋存条件。东露天矿煤层倾角30°～40°，煤炭赋存条件和台阶水平开采方式之间存在矛盾。在开采过程中，存在煤层顶板与油页岩底板混杂，不易分选的情况。

4 提高煤炭采区回采率的方法

4.1 掘沟工程

掘沟工程是新水平开拓准备工作中的重要组成部分。确定沟道的合理参数，选择合适的掘沟工艺和掘沟方法，提高掘沟速度，是露天矿正常延深和持续生产的重要保证，对于急倾斜矿体的露天矿尤其重要。

东露天矿以油页岩开采为主，以煤炭开采为辅，所以在确定掘沟位置时要兼顾考虑油页岩生产及全矿排水问题。

根据开采条件，东露天矿为纵向开采，沿煤层走向方向拉沟降深。根据岩种的不同，提出3个掘沟位置方案，分述如下：

1）方案1：沿富矿底板拉沟。沿富矿底板拉沟后向两侧推进，可同时形成南、北两个工作帮，即南帮采贫矿和煤层，北帮采富矿及其以上剥离物。北帮由电铁工艺开采，采掘线由北帮移动干线直接配出，南帮由汽车工艺开采。这个方案使采场内的汇水区集中在富矿底板，与煤层之间有较厚的贫矿隔水层，并且煤台阶高于富矿开段沟1～2个台阶，能够简单地有效防止暴雨期东露天矿采场积水威胁老虎台矿生产的安全。方案1的优点是可尽早的开采富矿，采场内的汇水区集中在富矿底板，与煤层之间有较厚的贫矿隔水层，能够完全避免暴雨期东露天矿采场积水经煤层渗入矿井巷道。简单地有效防止暴雨期东露天矿采场积水威胁老虎台矿生产的安全。确定是南帮汽车工艺工程量过大，增加生产成本。并且，煤炭开采滞后，影响煤炭产量。

2）方案2：沿煤层底板拉沟。岩煤层底板拉沟后向北推进，只有一个北帮工作帮。方案2的优点是可尽早的出煤，多出煤，提高东露天矿初期效益。缺点是暴雨期采场积水可能会威胁老虎台矿巷道安全。根据矿业集团地测公司提供的资料，虽然龙凤矿现已结束开采，老虎台矿和龙凤矿采空区空巷充填比较好，但老虎台矿与龙凤矿的巷道已经贯通，两矿分界处的安全煤柱也被采得残缺不全。由于煤层的透水性较强，暴雨期采场若长时间大量积水会导致老虎台矿巷道内涌水量的增加。当然也就不能完全排除引发巷道内发生突水事故的可能性，因此，方案2对保证老虎台矿的安全是不利的。并且，此方案在开采工艺划分上存在问题，汽车和电铁存在相互干扰的情况。

3）方案3：沿贫矿底板拉沟降段，向两侧推进的开采方法。即南帮采煤，北帮采贫矿、富矿及其以上的剥离物，并且保持煤台阶高于贫矿开段沟1～2个台阶，开拓方式采用顶帮（北帮）移动坑线开拓，北帮采掘线由北帮移动干线直接配出，南帮煤炭采区由汽车开采。这样即兼顾油页岩和煤炭的生产，同时可减少煤岩混杂，大大提高了原煤回采率。并且，能够有效的防止暴雨期东露天矿采场积水威胁老虎台矿生产的安全。

方案对比：方案1存在汽车工程量过大，并且煤炭开采滞后的问题，从技术可行性和经济合理性双重考虑此方案不妥。方案2的最大优点是可以实现早出煤，多出煤，为滚动发展创造了较好的条件。但该方案不能保证老虎台矿的安全，并且不利于组织生产。从安全和管理两方面考虑不采用方案2。方案3既能满足煤炭和油页岩供应工作，同时能确保老虎台矿的生产安全。并且，对提高原煤回采率，提高经济效益。经分析方案3为最优方案。方案3拉沟位置如图1[3-7]。

4.2 合理的选用开采设备

东露天矿主要的采矿设备是WK-4、WK、10型单斗电铲，这种电铲属于正铲，正铲的挖土特点是“前进向上，强制切土”，工作效率较高。而东露天矿的煤层条件（由若干个薄煤层组成，煤层夹矸量大）和赋存条件（煤层倾角30°～40°）。这使得正铲在采掘过程中不易分选，极易将煤岩混合。

东露天矿选用液压反铲挖掘机进行分选采掘。这种挖掘机的特点是操作灵活，爬坡能力强。利用这种特点，可以把煤炭上层的贫矿剥离干净，在开采煤炭的时候，可以有效的分层开采，煤岩分选效果好。并且挖掘机爬坡能力强，可以在30°的坡面上作业，可以使煤炭采区做到倾斜分层，极大的提高了回采率。

但这种挖掘机斗容较小，开采能力有限，不适合产量高的矿山。东露天矿煤炭产量较低，采用挖掘机开采非常适合。

4.3 合理确定段高

东露天矿台阶高度为8 m，岩层倾角30°，则水平投影近14 m，煤岩交接处三角量较大，煤岩混杂量较大。为此，应适当降低段高，减少煤岩交接处三角量。同时，考虑开采设备采掘效率，最终，煤炭采区段高确定为4 m。这样采装效率不受大的影响，同时有效的减少了煤岩交接处的三角量，可较少三角量1/2。有效的减少了煤岩混杂量，提高了回采率。8 m段高与4 m段高三角量对比如图2[8]。

4.4 爆破方式

为减少煤岩混杂量，煤层顶板油页岩贫矿和煤炭分别爆破，先爆破上部油页岩贫矿，后爆破下部煤炭。这样可大量减少煤层顶板交接处的煤岩混杂量。

由于东露天矿所采煤层为井工矿采过的剩余煤炭，受采动影响，煤层裂隙发育。经实际生产经验，煤炭开采时不需爆破。这样既降低了开采成本，同时也减少了煤和内部矸石的混杂，提高了回采率。

图1 沿贫矿底板拉沟方案图

图2 8 m段高与4 m段高三角量对比

5 结 语

采区回采率是煤矿生产的一项重要指标，提高回采率意味着提高了资源回收率，利用有效的储量，创造了更大的经济价值。通过分析影响原煤回采率的因素，多措并举，充分的利用挖掘机操作灵活，分选效果好的特点，有效的提高了原煤回采率，取得了较好的经济成果。

［1］ 抚顺矿业集团东露天矿.东露天矿2017年年度生产设计说明书［R］.抚顺：抚顺矿业集团东露天矿，2016.

［2］ 抚顺矿业集团设计院有限责任公司.抚顺矿业集团东露天矿恢复工程初步设计说明书［R］.抚顺：抚顺矿业集团设计院有限责任公司，2006．

［3］ 骆中洲.露天采矿学上册［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1986.

［4］ 杨荣新.露天采矿学下册［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1986.

［5］ 徐永圻.煤矿开采学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1999.

［6］ GB50197—2015煤炭工业露天矿设计规范［S］.

［7］ 张防修，尹有德，蒙涛．抚顺东露天矿开采方式及开采程序的选择［J］.露天采矿技术，2012（S2）：7-8.

［8］ 姜汉磊，李焕忠.抚顺东露天矿提高富矿资源采区回采率方法［J］.露天采矿技术，2014（11）：47-49.

【责任编辑：陈 毓】

Method of improving the recovery rate of raw coal in Fushun East Open-pit Mine

HUO Mingliang,HAN Wei,BI Rongxing
(Designing Institute,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113017,China)

Fushun East Open-pit Mine is composed of a plurality of thin coal seams,and has large amount of coal gangue.In the mining process,it is not easy to separate,coal and rock easily mixed,too much rock directly affect the sales price.If the mining coal with low coefficient has too much coal washing,it increases the cost of coal preparation.Therefore,improving the coal recovery rate can reduce coal mining and increase coal profits.

recovery ratio;inclined coal seam;raw coal;coal petrography

TD824

B

1671－9816（2017）06－0027－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.06.008

霍明亮，韩伟，毕荣兴.抚顺东露天矿提高原煤回采率方法［J］.露天采矿技术，2017，32（6）：27-29.

2017-03-06

霍明亮（1985—），辽宁鞍山人，学士，毕业于河北工程大学采矿工程专业，从事露天采矿设计工作。