韩强
(同煤集团 王村煤业,山西 大同 37000)
本文以8103工作面为例,分析影响工作面回采率的因素,提出提高工作面回采率的措施。
王村煤业公司现采山西组4号层,以东盘区8103工作面为例。工作面走向长2055 m,倾向宽180 m,可采面积369900 m2。煤层厚度2.73 m,煤层倾角2°,工业储量1.53 Mt,可采储量1.42 Mt。2103皮带顺槽和5103回风顺槽巷道规格5.5 m×3.2 m。8103工作面与8101工作面间留设煤柱30 m。要求工作面回采率不得低于95%,采高范围内浮煤和两巷内浮煤必须清理干净,工作面2 m2范围内,浮煤平均厚度不得大于30mm。严格跟煤层顶板回采,如遇到构造影响,确需丢顶煤时,必须在过构造措施中明确。工作面初采20 m,停采线前20 m范围内,不作为考核区。
在生产作业中,巷道布置不科学、不合理,是影响工作面回采率的重要因素。就中厚煤层而言,因煤层较厚,具有较大压力,通常会在距煤层30 m左右的底板位置布设采区运巷,再在运巷合理开反眼见煤实施回采作业。这样见煤点距运巷可能会有5~10 m的高差,当遇到区段开采存在倾向过长时,时常都不能及时跟底掘进向斜构造处的回采巷道,容易造成较大的资源浪费,影响回采率[1]。
煤矿开采留设区段间煤柱时,未充分依据巷道围岩压力及实际开采情况等因素合理留设煤柱,或隔水煤柱留设时,未依据实际积水量、积水范围等因素来留设,这些都会降低工作面煤炭资源的回采率[2]。
因王村煤矿煤层厚度变化较明显,若块段煤层厚度计算不准确,就会影响到块段储量的准确计算,也就无法准确计算块段煤炭资源的回收率,最终会影响资源回采率的提高。
在工作面回采作业中,块段回采率考核制度的不健全、不完善,以及管理不到位等,都会影响到采煤工作面的资源回采率。在矿井日常生产作业中,缺乏块段回收率考核制度,加之一些班长及采掘管理人员资源回收意识不强,极易造成较大的煤炭资源丢失。此外,也有部分操作队,一味的追求高产量,不开采那些受地质构造影响较严重的边角煤及部分小煤块;或当遇到开采条件相对较差的煤层时,怕费时费力影响产量,任意放弃开采,这些都会严重影响到矿井煤炭资源的回收率[3]。
由于矿井地质条件较复杂,在中厚煤层工作面逐步向前推进的作业,遇到特殊地质构造时,若技术人员未及时跟进,第一时间采取相应技术措施来应对,亦易引发煤炭资源的丢失,影响综采工作面资源回收率。
对于煤矿巷道布置方式的优化,可具体细分为:优化运巷布置方式、优化见煤布置方式及合理布置向斜构造巷道。
(1)优化运输巷布置方式。该矿煤层多为中厚煤层,煤层厚度相对较厚,若沿煤层走向方向布设运输巷道,会存在较大的巷道压力,巷道相对较难维护。对此,进行初次开采作业时,一般在距煤层底板一定距离内布设区段运巷。经初采作业及第一次复采作业后,煤层赋存条件通常会有所变化,应力分布会发生微妙变化,围岩压力会适当减小,这时便可适当调整运巷布置方式,可把区段运输巷道布设为沿煤层走向方向[4]。
(2)优化见煤布置方式。因原区段运巷距煤层较远,要进行再开跳台或实施反眼见煤,再沿倾向布设斜坡或在走向方向布设顺槽实施开采作业。采用这种见煤布置方式进行开采作业,较难回收该区段到见煤点间的煤炭资源;若从下一区段实施开采作业,受煤层倾向太长的影响,较难开采,区段至见煤点间易丢失大量煤炭资源。为减少该区段的煤炭资源损失,可在运巷通过沿煤层倾向方向掘进石门。当石门见煤后,再在走向方向上开切眼,布设工作面开采。这样可使见煤点的实际高度显著降低,可提高下一区段回采率。
(3)合理布置向斜构造巷道。把平巷布设于向斜轴部,四周的煤炭资源都在巷道上部,这样更有利于回收煤炭资源,减少煤炭资源的丢失。并可借助链板输送机来布设下山方式,来实施下山开采作业[5]。
(1)合理留设区段煤柱。参照矿压理论,当沿采空区进行巷道掘进作业时,巷道所处区域属于应力降低区,对巷道维修十分有利。在进行中厚煤层回采作业时,可通过沿空掘巷,合理留设小煤柱的方式实施开采作业。有些中厚煤层区段,可只留设四、五米的净区段煤柱。在实际生产作业中,应从本矿井实际情况出发,深入研究工作面沿空掘巷技术,以尽可能地降低护巷煤柱损失,最大限度地提高采煤工作面煤炭资源的回采率。
(2)合理留设回采工作面煤柱。进行初次采煤作业时,工作面压力过大,为使顶板压力尽量小,通常会每隔一定距离留设一保安煤柱。经初次回采作业后,会有效释放部分顶板压力。之后进行回采作业时,工作面压力会显著降低,可适当少留保安煤柱,甚至部分不留,合理释放煤柱压力,可显著提高资源回采率。
(3)合理留设防隔水煤柱。在生产中,应组织相关专业人员深入分析矿井积水情况、水患区域。在条件允许的情况下,可把部分原留设的防隔水煤柱去除;而对于哪些矿井水害威胁较严重的区域,应严格依据矿井防治水相关规定进行防隔水煤柱的留设,同时也可据各时期矿井水患的不同特点,进行必要的探放水,且应尽量选在无水害威胁期实施开采作业。
(1)严格依据技术部门核定的储量来考核采煤队。当某块段回采作业后实施储量考核,依据考核结果,奖励回采率达标的区队,惩罚那些只顾生产量,只知道“吃肥丢瘦”的生产区队。
(2)强化技术论证。应根据煤层条件的不同,有针对性地选用开采技术。在开采各块段煤层前,地质人员应先深入了解各煤层的地质条件与煤层赋存条件,并计算回采率,再进行开采作业。特别是当工作面遇到特殊地质构造,如 断层,褶曲时,应进行深入分析,采用一些不丢煤或少丢煤的技术措施。
(1)安排好采、掘作业接替计划。优化生产布局,把各采区、采掘点、采掘面相应的设施配套工作做好,且在月底把下月的生产接替计划制定好。当遇到生产条件突变或局部接替紧张时,应及时调整采掘计划及作业地点,以实现合理布局[6]。
(2)做好采煤工作面生产保障工作。应确保所用机电设备性能可靠,可实现连续运行;运输巷道畅通无阻,确保采面的正规循环作业,提高工作面单产。
总之,工作面煤炭资源回采率的高低,是影响矿井高产、高效的一重要因素。通过分析煤矿工作面回采率现状,找出影响工作面回采率的因素,并采用一些行之有效的措施进行应对,使8103工作面回采率由之前的85%提高到95%以上,同时采区回采率也由之前的80%提高到90%以上,有效提高了矿井煤炭资源回采率,为企业创造出了更多经济效益。
〔1〕李富仓.提高衰老矿井煤炭资源回采率的措施[J].现代矿业,2012(9):90-92.
〔2〕张招弟.大同煤矿煤炭资源损失量分析及提高回采率的对策[J].科技情报开发与经济,2008(16):56-58.
〔3〕张艳霞,王庆雄,武学平,等.哈拉沟煤矿节能减排及提高煤炭回采率技术[J].神华科技,2016(6):56-59.
〔4〕任传鹏,丁日佳,李 上.中国煤炭回采率低下的原因及对策[J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版),2010(10):32-34.
〔5〕邓 涛,赵玉兰.提高煤炭资源回采率的途径与实践[J].山东煤炭科技,2015(2):44-46.
〔6〕高 哲.我国生产煤矿回采率管理存在的问题及对策[J].山西煤炭,2015(4):30-32.