华恒矿业创新13层煤开采方式的经验,让我们再次领略了“科技是第一生产力”的无穷魅力。在拥有大量资源储量时,我们也许没有意识到这种创新的重要性,然而,随着资源减少,随着市场环境变化,我们意识到复杂条件下煤炭储量的经济、高效、安全开采真的是越来越重要了。关键时候,一项技术可以救活一个矿井,可以解决几万人的吃饭问题。集团公司老区矿井中,各种复杂地质条件下的储量还有不少,解决这部分资源的开采难题,需要不懈的努力和创新。
随着可采资源的逐步减少,集团公司老区矿井复杂地质条件下的煤炭储量被列入开采日程,如何经济、高效、安全开采这部分资源,成为摆在专业人员面前的一道道待解的难题。新汶老区13层煤的开采,便是一个用技术破难题,向创新要效率的成功案例。
攻关迫在眉睫
截至2012年末,华恒矿业有效可采储量4296.3万吨,主要分布在6层11层13层和15层,主采煤层为11层煤,同时配采13层煤。其中11层煤为1680.6万吨,13层煤为1301.5万吨。11层煤储量占39%,而产量占85%,开采强度过大,采场地表对控制变形要求严格,开采技术难度大。13层煤开采滞后11层煤较多,为确保矿井稳产稳效和延长服务年限,华恒矿业需加大13层煤开采力度。
但13层煤开采有一定的现实困难。煤层总厚度1.30至1.71米,煤层含夹矸1到2层,剔除夹矸后,煤层厚度1.08至1.35米。煤层中上部含炭质砂岩夹矸且层位较稳定,硬度大,采煤机无法破碎。
之前,华恒矿业采取放炮方式弱化夹矸层。炮孔布孔深度1.5米左右、孔间距0.8至1米,放炮工作量大,导致工作面推进度慢,采煤效率低,月度单产1.3万吨左右,同时存在较大安全隐患,13层煤工作面开展提产提效开采攻关迫在眉睫。
华恒矿业负责人介绍,13层煤工作面提产提效,能够实现减人减面减设备,提高矿井经济效益,优化矿井开拓布局,延长老区矿井的服务年限,对新汶矿区乃至全国煤矿类似煤层开采有重要的指导意义。
破题13层煤高效开采
今年初,集团公司成立课题研究组,决定在华恒矿业设立首个工作面提效试点,进行13层煤高效开采研究。内容主要包括:超前深孔预裂爆破弱化13层煤工作面夹矸层、13层采煤工作面三机配套研究、深孔预裂爆破对周边巷道及地表影响研究等。
超前深孔(100米)预裂爆破弱化夹矸层是此次研究和试验的重点。华恒矿业与安徽理工大学合作立项,开展“超前深孔预裂爆破弱化13层煤工作面夹矸层试验研究”,选择41305东工作面开展试验,从试验方案、施工组织、爆破辅助设备与材料选择方面做了充足的工作。试验期间,装备了冲击地压微震监测系统,利用微震系统监测预裂爆破对周围巷道的影响,并安排专人监测对地面影响程度,对爆破引起的震级及微震情况进行分析,找出影响范围,指导深孔预裂爆破。
采煤工作面三机配套是又一重点。为提高采煤效率,深孔预裂爆破后,采用MG-300/700WD型采煤机落煤、装煤,采用SGZ-730/400W型刮板输送机运煤,使用综采支架移刮板输送机,液压支架为ZY2600/09/20型。采煤机配大小滚筒,上行割煤、装煤。采煤方法为采用走向长壁后退式采煤方法,采空区处理为泵送矸石充填法。
提产提效更安全
华恒矿业分管负责人介绍,超前深孔预裂爆破后,被爆破弱化的夹矸层不再是影响开采的因素,工作面能够实现连续截割,月产量由过去1.3万吨提高到2.5万吨。在保证矿井总产量不减情况下,可减少一个采煤工作面,减少一套生产系统,就目前人员配备,可减少人员100余人,每人每年工资按9万元计算,每年可节约人工费用近千万元。并且可以同时提高工作面长壁注水效果,原煤水分由0.8提高到8.2,大大降低了采煤时的产尘量,实现超前防冲治灾。
关于试验前后的技术经济效益比较,相关试验资料显示,试验前虽然也是采用放炮的方式弱化夹矸层,但孔深只有1.5米左右、孔间距0.8至1米,打眼、爆破、割煤不能同步进行,工作量大,需每天爆破,存在较大隐患。现在采用深孔预裂爆破,一次爆破,连续割煤,炸药、雷管等材料消耗大幅降低,提高了工作效率,消除了工作面放炮安全隐患。
在41305东工作面(中段下面)试验成功后,华恒矿业成立独立施工队伍,降低爆破成本,在接续面41305东工作面(中段上面)及41305东工作面(外段)继续优化施工组织,进一步提升生产效率。
华恒矿业13层煤的高效开采,将成功掀开集团公司老区矿井开采崭新一页,由于新汶老区13层煤具有共性特点,因此,该创新具有指导类似煤矿开采、生产接续、技术创新等重要价值,使含硫化铁结核复杂煤层安全高效开采成为现实。