| 标题 | 综合机械化采煤的可行性论证 |
| 范文 | 摘要：中国西部煤田50%以上属大倾角、急倾斜煤层，在西部的主要产煤省（区）四川、青海、新疆、甘肃等，大倾角煤层已成为许多矿区或矿井的主采煤层。随着国家资源战略的西移，大倾角、急倾斜煤层的开采工艺研究越来越显的重要。 关键词：大倾角 综合机械化采煤 可行性 一、江仓一号井概况 江仓一号井隶属青海中奥能源发展有限公司，青海中奥能源发展有限公司是由冀中能源峰峰集团有限公司和青海省奥凯能源发展有限公司共同出资建立的，冀中能源峰峰集团有限公司控股。江仓一号井位于青海省东北部刚察县境内的青藏高原上，海拔3800m，是峰峰集团在青海省整合的第一个矿井。江仓一号井由兰州煤炭设计研究院设计，采取斜井片盘开拓方式，每片盘垂高50米，第一个片盘开采标高为+3650--+3700m，一水平运输大巷标高+3450m。矿井设计可采储量7300万吨，设计生产能力90万吨/年，服务年限58a。 二、井田地质条件及煤层赋存状况 江仓一井田处于江仓矿区向斜的东延封闭部分，南翼倾角为40 °～70°，煤层走向近东西。井田内共有14层煤，其中主采煤层是7#、10#、12#、13#、16#、20#等六层。7#、10#、12#、13#煤层厚度在2.0--3.8米，倾角40--60°；16煤层厚度5.2米，倾角60°；20#煤层厚度20米，倾角60-70°，煤种为肥煤、焦煤，设计开采储量7300万吨。 三、综合机械化采煤的必要性分析 煤矿属于高强度体力劳动行业。江仓一号井处于海拔3800米的青藏高原上，空气含氧量不足内地的70%，如果不采取机械化作业方式，职工无法适应繁重的体力劳动。 煤矿属于高危行业。江仓一井田的煤层倾角都在40°以上，为倾斜、急倾斜煤层，如果采取炮采或普采工艺，职工的人身安全无法保证。 煤矿也属于企业，也是以最大利润为目的。江仓一号井设计生产能力为90万吨/年，如果采取炮采工艺，至少需8个工作面才能达产；如果采取普采工艺，至少需4个工作面才能达产；且7#和10煤层还得分层开采，掘进成本和回采成本要翻倍。如果采取综合机械化采煤工艺，2个工作面即可达产，原煤生产的综合成本仅为炮采的1/8，普采的1/4，大大降低了原煤生产的综合成本。其次减少了生产环节，使生产组织更加简便、集中、流畅，大大增加了生产系统的可靠性。 总上所述，采取综合机械化采煤工艺有利于降低职工劳动强度、保证职工人身安全、提供企业经济效益、简化生产系统，故采取综合机械化采煤工艺势在必行。 四、综合机械化采煤的可行性分析 1.顶底板岩性分析 根据江仓一号井煤层赋存状况，7#煤层实际揭露的煤层厚度为3.0-3.8m，煤7直接顶板为泥岩，厚度4.63m，间接顶板为粉砂岩，厚度为5.12m，直接底板为泥岩，厚度为7.36m； 10#煤层厚度为3.0-3.5m，10煤直接顶板为细砂岩，厚度0.16m，间接顶板为细砂岩，厚度为1.7m，直接底板为泥岩，厚度为4.32m； 12#煤层厚度一般为2-2.2m，12煤层直接顶板为粉砂岩，厚度2.5m，间接顶板为细砂岩，厚度为3.28m，直接底板为细砂岩，厚度为0.8m，间接底板为中砂岩，厚度为1.88m。 13#煤层厚度为一般1.9-2m，13煤层直接顶板为泥岩，厚度0.27m，间接顶板为细砂岩，厚度为7.29m，直接底板为粉砂岩，厚度为0.73m，间接底板为中砂岩，厚度为4.77m。 16#煤层厚度一般为5-6m，16煤层直接顶板为碳泥岩，厚度0.35米，间接顶板为粉砂岩，厚度为5.9m，直接底板为泥岩，厚度为0.2m，间接底板为细砂岩，厚度为2.8m。 20#煤层厚度为一般15-24m，平均厚度20米；煤层直接顶板为泥岩，厚度25m，直接底板为粉砂岩，厚度为19.6m。 上述煤层顶底板泥岩的普氏系数为3.62--4.91，砂岩普氏系数为4.55以上，能够满足综合机械化采煤条件。 2.瓦斯因素分析 江仓一井田为倾斜、急倾斜煤层，各煤层地表均有露头，有利于瓦斯逸出，《勘探报告》提供的瓦斯涌出量为0.214ml/g，原江仓煤矿在矿井中测定的瓦斯最大值为0.4m3/d；煤7西翼工作面切眼上山掘进时，迎头瓦斯最大为0.18%，回采时回风瓦斯最大为0.02%，所以瓦斯因素是不会制约综采工作面正常生产的。 3.防灭火因素分析 江仓一井田的煤层最短自燃发火期为57天，根据采空区三带分布理论[1]，如果每天推进1.5米，采空区内最可能发火的浮煤就能处于窒息带，不会自燃发火，而目前综采工作面的推进度大都在60米/月以上，故防灭火因素也不是制约综合机械化采煤的主要因素。 4.防治水因素分析 矿井原本正常涌水量76m3/h， 最大涌水量92m3/h。由于在开采过程中，地表沉陷会破坏永冻层，导致矿井涌水量增加；尤其雨季，矿井涌水量可能增加较大。但是目前已采取了水仓、泵房扩容措施，工作面掘进时再采取探放水措施，配足作业地点排水能力，防治水的困难还是可以客服的。 五、江仓一号井采取综合机械化采煤工艺其它有利因素 有可供综采煤层储量作保障。根据江仓井田地质勘探报告7、10、12、13煤层井田范围已查明可采储量1200万吨，16#、20#煤层井田范围已查明可采储量7100万吨，煤种为肥煤、焦煤，均为稀缺煤种，故江仓一号井上大倾角是有储量做保障的，经济社会效益是非常可观的。 有可供借鉴的大倾角综采经验。华蓥山广能公司绿水洞煤矿使用ZJ3600/15/36型四柱支撑掩护式液压支架，开采最大倾角达到65°；华蓥山广能公司李子垭煤矿南二井3102工作面的煤层倾角45°-53°，平均48.5°等均已成功开采。我矿多次派出生产技术管理人员和生产骨干到绿水洞煤矿、李子垭煤矿参加生产学习，初步掌握了大倾角综合机械化采煤工艺技术要领。 员工队伍素质有了进一步提高。在井田边角已设计了一个试验工作面，经过半年的摸索，采煤队伍逐渐掌握了大倾角综采工作面的基本特点和要领，管理水平和技术技能水平有了很大的提高，加上峰峰集团内部本身综采经验丰富，综采所需的各个工种人员储备充沛，江仓一号井已经其具备了上大倾角综综合机械化采煤的条件。 六、江仓一号井大倾角综合机械化采煤工艺成功的可能性结论 峰峰集团经过近几年的努力，大倾角综采技术已经趋于成熟，特别是合作单位广能集团嘉华公司在大倾角煤层综采方面广已经有20多项专利，获的过多项四川省政府科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。广能集团绿水洞煤矿利用大倾角煤层综采装备已经开采了十余个倾角为 37°- 53 °工作面， 产量稳定在 0.6 Mt/ a 左右，效率大幅度提高，实现了“一井一面”生产管理模[2]，内蒙古平庄能源古山三井西-西065-2大倾角工作面最高月产达11.5万吨[3]，这些成功的实例证明，大倾角综采工艺是能够成功的。 七、江仓一号井大倾角综合机械化采煤工艺总体设计方案 7#、10#、12#、13#煤层煤层厚度在2.0m--3.8m，共用一套支架，支护高度2.0-4.0米，采取走向长壁一次采全高采煤方法。 16#与20#煤层共用一套支架，支护高度2.5-3.2米。16#煤层厚度在5m--6m，采取走向长壁放顶煤开采方法；20#煤层厚度15-24m，平均厚度20m，采用水平分段放顶煤开采方法。 八、社会效益分析 青海省属西部欠发达地区，煤炭工业基础薄弱，开采技术落后，该省的主要产煤矿区--木里矿区，大部分采用露天开采工艺，对环境破坏巨大。目前该省利用井工开采的矿井，仅有义海集团的大煤沟煤矿一家采用了综合机械化采煤工艺，其它煤矿都是采用炮采或配合柔性支架的采煤工艺，技术十分落后。江仓一号井采用综合机械化采煤工艺后，将彻底打破该地区煤层条件不适合综合机械化采煤工艺认识，大大加速青海省煤炭产业技术升级改造的进程。同时对当地政府的环境保护、财政税收、劳动就业乃至社会稳定、民族的团结都具有十分重要的现实意义。 参考文献： [1]何学秋等.中国煤矿灾害防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006 [2]李慧平等.浅谈大倾角煤层优化开采技术方向.J煤矿开采. 2005-2-10 [3]黄曾志等.大倾角松软特厚煤层综放开采关键技术已经.N煤炭学报.2010-11-35 作者简介： 杨冠华（1975-）男、采煤工程师、1999年毕业于焦作工学院采矿工程系，本科学历，现任青海中奥能源发展有限公司总工程师。 （作者单位：青海中奥能源发展有限公司；青海 西宁 810007） |
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