平煤股份一矿矿井煤质分析及优化措施

韩秋月

（平顶山天安煤业股份有限公司一矿，河南平顶山467011）

1 矿井基本情况、主要生产系统及生产布局

1.1 基本情况

平煤股份一矿东西走向长5公里，南北倾斜宽5.86公里，矿区面积29.3平方公里。矿井核定生产能力400万吨/年。主采丁组、戊组煤层，煤种为1/3焦煤，一般作为动力用煤。矿井为煤与瓦斯突出矿井，井田内地质构造简单，褶皱一般不发育，大中型断层稀少。一矿井田内水文地质条件比较简单，充水因素主要是顶板砂岩及老空积水。

1.2 主要生产系统情况

1.2.1 井下主运输和排矸系统

一矿井下有两套主运输系统，承担主运输任务。矿井排矸系统较为完善，具体情况如下：①三水平下延皮带连续排矸系统。在三水平和北一井底车场分别设置有矸石仓，三水平下延各采区矸石通过三水平下延排矸巷皮带运输至北一井底矸石仓，然后由北一进风井提升至地面。同时可通过各采区轨道系统利用矿车通过大巷、北一、北二副井提升至地面。四水平戊一采区矸石规划通过采区双向运输皮带将矸石排至北三井底，再通过北三副井排至地面。排矸系统总的能力能够满足生产需要。②采区内部排矸系统。三水平戊一下延、丁二采区利用皮带下山运煤皮带分时段运输，同时还可设置区段矸石仓，增加矿井排矸系统的缓冲能力。

1.2.2 煤楼及动筛车间生产系统

煤楼系统主要设备有钢丝绳带式输送机、运输皮带、滚轴筛及手选皮带等。动筛车间主要设备有运输皮带、预分筛、刮板输送机、手选皮带、一级预分筛、二级预分筛、跳汰机等。二水平主斜井原煤升井后首先经过煤楼初步筛选、去除50mm以上矸石，然后筛下物（0～50mm）与一水平主斜井原煤混合进入动筛车间，也可经转载进入铁路煤仓或外放至地面煤场。

1.2.3 洗煤厂生产系统

洗煤工艺为由动筛车间运来的筛下9～50mm原煤采用脱泥有压重介两产品旋流器分选工艺；粗煤泥采用旋流器、振动弧形筛和离心机回收工艺；细煤泥采用压滤机和干燥炉烘干回收工艺；年处理原煤能力315万吨。

2 2018年矿井工作面安排情况

2018年共动用10个工作面。具体为：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 2018年煤质情况分析

3.1 煤质影响因素分析

3.1.1 地质构造因素

地质构造较多，已揭露的采面断层密度约60～160条/km2，单个采面断层条数一般在10～30条之间。深部区域断层较浅部区域发育，三维勘探存在多条10m以上断层，未知断层较多，对采面采掘及工作面规划布置影响较大，同时伴生断层多、影响生产和煤质。

主力工作面丁6-32030采面回采期间揭露未知断层落差3.5～5.5m，走向影响480m，倾向影响40m，采面回采期间单产低，对煤质影响严重。丁6-32050高抽巷掘进中发现未知断层落10m，受断层影响采面走向压减400m，并影响到相邻采面规划布置。戊0-31090采面断层29条，落差2m以上断层6条，采面过断层期间破顶破底，严重影响煤质。主力工作面戊0-31080采面风巷切眼向外110m外开始到采面结束有一落差1.0～5.5m走向断层1条，影响走向长度为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，风巷揭露一落差4.8m大断层，估计影响全采面，顶底板均为砂岩，走向预计影响100m。

3.1.2 矿井煤厚变薄、分合层变化较大

一二水平大部分戊组煤合层、厚度达6～7m，二水平下部和三水平以下区域煤层厚度逐渐变薄、分合层变化较大，矿井深部东翼丁、戊组煤不可采。三水平戊一上山及下延区域戊8煤厚1.3～2.5m，戊9煤厚1.0m左右，戊10煤分层、内部煤矸互层、夹矸厚度0.2m以上，单层煤厚1.2～2.3m。丁组煤存在丁5、丁6分合层现象，丁6煤含夹矸，丁6-32030、丁6-32050采面夹矸厚度0.2～0.6m。煤厚变薄，但综采综掘机械化设备尺寸较大，采掘中需要破顶破底，影响煤质。

3.1.3 顶板因素

老巷影响方面，3年内共安排二水平各采区煤柱工作面9个、产量295万吨，占3年总产量的23%。掘进、回采过程中均要过多条不同层位的老巷，这些老巷长期变形、顶板破碎，影响产量和煤质。顶板影响方面，下分层采面增加，3年内产量231万吨，占3年总产量的18%，由于接替原因下分层采面锈结时间短、顶板破碎。丁戊组顶底板岩性多为砂质泥岩、泥岩，强度低、受压易破碎。个别采面还存在薄煤带。这些地质因素均对煤质造成较大影响。

3.2 工作面煤质情况

根据各采面煤层厚度及地质条件预测分析，一矿2018年毛煤发热量计划完成3580大卡/千克，具体工作面煤质情况如下。

戊0-23070采面煤厚2.0m，预计2016年12月份开始回采，掘进期间刨取的煤层可采灰分为45.68%，发热量3732大卡/千克，回采期间采面过4条较大断层，对煤质影响较大，370m 处 H=3.0(走向/倾向影响 35/60)，480m 处 H=3.5(走向/倾向影响 50/50)，530m 处 H=2.2(走向/倾向 50/25)，停采线以里25m处H=3.0(倾向60m)，预计回采时毛煤发热量在3300～3700大卡/千克。

戊9-23110采面煤厚2.8～1.2m，外段有150m长煤厚1.2m，有3条落差3m以上的断层，对煤质影响较大，根据相邻采面煤质情况，预测该采面毛煤发热量3300～3700大卡/千克。

戊0-23060采面煤厚2.0～3.3m，落差大于2.0m的断层有5条，预测该采面毛煤发热量3600～3900大卡/千克。

戊0-23040采煤煤厚3.0米，戊0内部夹矸0.4m厚，预测该采面毛煤发热量3600～3800大卡/千克。

二水平丁二大巷煤柱煤厚2.3～2.0m，有1条落差4.8m断层，受老巷影响，预测该采面毛煤发热量3600～3800大卡/千克。

戊0-31090采面煤厚1.8～2.2m，大于2m断层有6条，掘进期间刨取的煤层可采灰分为44.98%，发热量3793大卡/千克。回采时毛煤发热量3500～3700大卡/千克。

戊0-31080采面煤厚2.4m，有6条落差大于2.0m断层，其中对煤质影响较大的是风巷切眼向外110m到采面结束有一落差1.0～5.5m走向断层1条，掘进期间刨取的煤层可采灰分为44.18%，发热量3863大卡/千克。预测回采时毛煤发热量3600～3800 大卡/千克。

戊8-31140采面煤厚1.6～1.9m，有1条落差1.5～2.5m断层，预测回采时毛煤发热量3400～3600大卡/千克。

戊8-32040采面煤厚2.0m，大于2m断层有2条，其中1条4m断层对煤质影响较大，预测回采时毛煤发热量3500～3700大卡/千克。

丁5-32080采面煤厚2.0～2.7m，停采前440/240m分别有H=2.6/6.0断层，掘进期间刨取的煤层可采灰分为44.35%，发热量3848大卡/千克，对煤质影响较大，回采时毛煤发热量3600～3800 大卡/千克。

4 保证煤质的举措

4.1 完善矿井及采面排矸系统

优化设计、完善排矸系统，按照规划实施好各采区排矸系统，即三水平戊一下延采区实施区段矸石仓排矸方案，三水平戊二皮带下山维修完成后及时布置双皮带运输排矸系统，加快四水平戊一皮带上山进度、及早布置双向皮带运输排矸系统。做到采面排矸系统与采面同时设计、同时施工，利用好排矸系统，努力做到分采分运、分掘分运。

4.2 优化工作面设计

合理确定工作面布置方式，避开恶劣地质条件，尽量减少老巷、断层、薄煤带对工作面的影响。

4.3 做好采高管理工作

综采工作面合理选择液压支架，回采中逐月分段确定采高，减少破顶、破底量。

4.4 加强断层带、薄煤带煤质管理

针对采掘工作面过断层、薄煤带和煤层分合层线等地质影响区域，组织制定专项措施保证煤质。