煤礦資源回收率問題的探索與對策

摘要：煤炭是不可再生的珍貴資源，通過地質普查、詳查和精查，實際可供回采的煤炭資源量仍十分有限。提高煤炭資源回收率，珍惜煤炭資源，最大限度地延長礦井開采壽命，是關系到礦區長遠發展和職工切身利益的大事，對煤礦科學發展具有重要意義。對資源回收率方面存在問題，以國投新集能源股份有限劉莊煤礦為例進行煤炭資源回收分析，探討提高資源回收率的管理對策，促進企業可持續發展。

關鍵詞：煤礦 資源 回收率

中圖分類號：F27文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2011）25-0036-02

一、劉莊煤礦概況

國投新集公司劉莊煤礦位于安徽省穎上縣。井田面積約90平方公里，地質儲量15.6億噸，可采儲量6.8億噸，設計生產能力800萬噸/年，配套建設選煤廠。該礦2003年開工建設，2006年10月建成試生產。在礦井建設中，大膽創新，瞄準國內外現代化一流技術水平，以優化設計、應用新技術、提高礦井裝備水平為手段，先后獲安徽省科技進步一等獎、國家“魯班獎、中國第一對數字化礦井、全國煤炭工業特級安全高效礦井”等殊榮。該礦西三采區的東半區地層走向北東東，傾向南東，平均傾角8°。西三采區的西半區位于謝橋向斜軸的轉折端，地層走向由北東轉為南北，傾向南東到東。工作面為傾斜長臂布置，煤層發育穩定，分析對比勘探鉆孔資料，平均厚度5m～6m。該礦五個主采煤層平均厚度2.5m以上，煤層傾角較平緩，結合國內外煤炭開采技術的發展和國投新集礦區綜采實踐，選擇以綜采為主的采煤工藝。

二、煤炭資源回收存在的主要問題分析

國家和行業部門已制定了煤炭資源回收管理辦法等相關政策、文件，采取多項措施提高煤炭資源回收率，取得了一定的效果。但丟失浪費煤炭資源的現象仍然存在，主要表現在以下幾個方面。

1.對資源回收管理認識不到位。缺乏對煤炭資源回收率重要性的認識，身在煤礦不珍惜煤炭；缺乏對煤炭資源與經濟效益關系的認識，急功近利，只看眼前利益，沒有認識到提高煤炭資源回收率是關系到礦井壽命和長遠發展的一件大事。煤炭是不可再生的能源，中國又是能源消費大國，為國家充分回收煤炭資源，避免浪費，是煤礦專業技術管理的一項基本工作。應加大宣傳力度，充分認識煤炭是不可再生的資源，事關礦區長遠發展，從而自覺做好資源回收管理工作。

2.現場管理中缺少監督制約機制。進一步健全機構，完善制度，落實責任，嚴格考核獎懲制度。要嚴格資源回收責任的落實，各項獎懲措施必須到位。特別是加強現場管理，在考核采煤區產量和煤質的同時，要認真對照實際煤厚和回采距離情況，準確測定煤炭資源實際損失量，制定嚴格的獎罰措施。對頂底煤回收情況現場驗收，加倍獎罰，利用經濟杠桿調動職工回收資源的積極性。在厚煤層發育穩定的井田，布置回采工作面時，要充分考慮對資源的回收，盡量減少損失和不必要的浪費。對于中小型斷層，甚至規模稍大一點的斷層，在進行超前探測、排除安全隱患后，工作面能跨過斷層布置的，盡量跨過斷層布置，以延長工作面、采區及礦井的服務年限。

3.開采方案選定不盡合理。設計回采工作面時，丟失邊角塊段較多、較大。支架選型不合理，存在丟底煤現象，中厚煤層未分層開采，底煤損失較大。部分礦井損失量圖標注不全、不規范，損失沒有統計或少算損失量等。要確保煤炭資源顆粒歸倉，應從管理創新和科技創新入手，采取綜合措施。進一步做好資源管理基礎工作，儲量管理基礎資料齊全，全面實現標準化管理、微機管理、動態管理。儲量管理人員要深入井下，現場監督檢查，注重收集第一手資料。在填繪圖紙、填寫賬卡時，執行審核、檢查制度，力求數據準確、來源可靠，儲量計算有依據，采出量、損失量統計數字真實、及時、準確、清楚，圖、文、表對應。發現丟失煤量行為要及時核實、匯報，及時采取措施補救。儲量管理工作要有一定的連續性，人員調動時要做好交接工作，并補齊所有的資料和數據。

4.地質信息技術研究不到位。要加強地質信息研究，采用高分辨率三維地震勘探技術等先進的探查方法，摸清資源賦存情況，準確地劃分采區內的綜采塊段、普采塊段和其他塊段。布置工作面時避開斷層帶，實現地質信息超前預測，把地質、設計、安全有機地結合起來。在編制采區設計方案時，要組織設計、采掘、儲量管理等技術人員進行討論會審，確定開采程序，做到合理配采。對于煤層賦存條件發生變化，出現大中型地質構造和煤層變薄等情況，影響正常開采時，地質及儲量管理人員要與設計人員一起分析研究煤層賦存變化情況，優化設計方案，改進采煤方法，減少面積損失，并實現邊角殘煤的安全回收，最大限度地減少丟煤量。在布置回采工作面時，要合理加大采區階段的走向長度和傾斜長度，從而減少采區階段煤柱。要根據煤層賦存情況選擇合理的采煤方法，盡量一次采全高或分層開采。在巷道掘進過程中，采用沿空掘巷方式，減少階段煤柱損失。要開展建筑物、水體和鐵路“三下”采煤技術研究，在確保安全的前提下，有效解放煤炭資源。學習科技先進單位的“三下”開采技術，如近水體煤層開采、矸石充填開采、永久煤柱等技術，安全有效地回收煤炭資源。

5.爭取政策支持，開采非經濟可采煤層。對一些構造多的非經濟可采煤層，專門研究并爭取國家相關政策支持，如減少礦井資源補償費征收的優惠政策等。開展對賦存相對穩定的薄煤層開采技術研究，提高薄煤層開采的機械化程度和單產單進水平，實現薄煤層經濟開采。克服煤層埋藏深、地質條件復雜、斷層多、落差大等諸多困難，堅持正規開采與邊角煤回收相結合，大力開展科技攻關、優化設計、科學組織生產，實現安全經濟回采，最大限度地提高煤炭資源回收率。

三、優化設計，提高資源回收率的對策

認真貫徹落實《煤炭法》、《礦產資源法》、《礦產資源法實施細則》等法律法規，堅持依法生產，加大資金投入，突出開采方案的優化，注重精采細收，實現煤炭資源利用的最大化。

1.優化采區、工作面設計和巷道布置。加大礦井生產補勘，充分勘察采區地質條件。所有采區設計前實施三維地震勘探和鉆探施工。根據斷層走向科學布置采場，采取“刀把式”、“條帶式”、“旋轉式”等方式優化工作面設計。充分挖掘礦井資源回收利用潛能，在保證安全的前提下，最大限度減小工作面煤柱損失，實現煤炭資源最大限度回收。

國投新集公司劉莊煤礦強化過斷層技術措施，減少斷層丟煤。為減少過斷層影響時間，需要加大頂板管理力度，防止揭露斷層造成的片幫冒頂事故。西三采區工作面回采時，總結并吸取經驗，安全控制綜采工作面平穩地過斷層。工作面過斷層時，盡量破斷層下盤的煤層底板軟巖施工，避開斷層上盤煤層頂板的堅硬砂巖。工作面為傾斜長臂布置，工作面為俯采，為防止滑架、倒架以及便于輸送，回采過斷層時，綜采支架及刮板輸送機的最大坡度控制在8°~12°之間。這類斷層對生產影響時間最長，長距離伴隨工作面，但影響支架數量少，對頂板控制有利。落差小時沿下降盤底板回采，可不丟資源；落差大時頂板易破碎，沿上升盤底板回采，斷層斷開煤層時割底板回采，盡量減少資源損失。劉莊煤礦西三采區工作面過斷層，由于事先不清楚斷層的確切位置及延展長度，本著有疑必探、先探后掘的原則，均采取了超前探測措施。排除安全隱患后，為了有利于生產且盡可能快地追上對盤落下去的煤層，采用后退臥底法施工。借鑒以往過斷層經驗，將工作面向北延伸到煤層露頭的80m防水煤柱線，可增加80萬～100萬噸的儲量（不包括掘進煤量），不僅創造巨大的經濟效益，而且對于緩解礦井生產接替緊張的不利局面，起到了巨大的扭轉作用。劉莊煤礦西三采區工作面的設計跨過斷層為提高資源回收率奠定了基礎。借鑒西三采區工作面掘進時過斷層的經驗，實際揭露25m落差斷層，將工作面風巷一側布置為刀把型，采用上、下兩個切眼。最終西三采區工作面機巷長度向北延伸了536m，工作面增加了可采儲量100萬噸，創造直接經濟效益7億元。西三采區工作面的成功延伸，不僅保證了資源的充分回收，在創造了巨大經濟效益的同時，也為緩解礦井接替緊張的不利局面，起到了一定作用，為礦井實現產能提升奠定了堅實的基礎。

2.優化綜采設備選型配套。根據煤層厚度變化較大實際，凡是大于4m煤厚的煤層，均采用綜放配套設備，在采煤配套設備選型方面，綜放面支架選用低位放頂煤支架，提高放煤效果。工作面選用帶鏟煤板的刮板運輸機，實現工作面浮煤的鏟裝一體化，減少了浮煤丟失。針對煤層厚度變化大的實際，采用大采高綜采配套設備。劉莊煤礦結合國內大采高高產高效工作面采煤機配備及發展趨勢，選用德國艾柯夫公司生產的SL500型電牽引采煤機，裝機總功率為1 715kW，采高達5.18m、截深為1m。工作面實行兩班采煤，一班檢修；采煤班每班割煤6～7刀，每刀進尺1m。綜采工作面配備高強度支撐掩護式液壓支架，并配有進口電液控制系統，其他裝備也采用具有國內先進水平的綜采配套設備。

3.優化工作面回采工藝。加大工作面初采期間采煤機采高，增大支架支撐力，確保頂煤盡快跨落和及時放煤。采用一刀一放，對局部難放的頂煤采取多架同時放煤，放煤工序與割煤、移架相配合。在放煤速度慢時，及時停止割煤與移架，最大限度回收工作面頂煤。加強工作面過斷層期間頂底煤回收，最大限度減少煤炭損失。嚴格按設計停采線進行停采，接近停采線時加大采高，按工作面停采設備撤除需要距離上網。劉莊煤礦五層主采煤層平均厚度都在2.5m以上，煤層傾角平緩，主要塊段構造簡單，適合綜合機械化開采。根據煤層開采條件，結合當前煤炭開采技術的發展水平和礦區綜采實踐經驗，選擇以綜采為主的采煤工藝。劉莊煤礦建立健全提高資源回收率的管理機制，認真分析資源回收率方面的存在問題，從管理創新和科技創新入手，大力開展科技攻關，采取綜合措施，在提高煤炭資源回收率方面取得了顯著效果。