鄂爾多斯薄煤層開(kāi)采

1、鄂爾多斯地區(qū)薄煤層開(kāi)采初探 李乃芳摘要：本文通過(guò)對(duì)鄂爾多斯地區(qū)煤礦薄煤層開(kāi)采現(xiàn)狀儲(chǔ)量及地質(zhì)條件分析，對(duì)開(kāi)采薄煤層的可行性進(jìn)行了探討，制定了適合鄂爾多斯地區(qū)薄煤層開(kāi)采的技術(shù)方案，并對(duì)在方案實(shí)施中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了論述，對(duì)鄂爾多斯地區(qū)煤礦薄煤層的研究及施工有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：薄煤層，開(kāi)采技術(shù)，研究1.概述鄂爾多斯煤田為東西寬400km，南北長(zhǎng)600km，平面略呈矩形，大概與鄂爾多斯臺(tái)地范圍重合。鄂爾多斯煤田成煤期有石炭二疊紀(jì)、晚三疊紀(jì)和中侏羅紀(jì)，該煤田可劃分為三個(gè)含煤帶。1.1東帶石炭二疊紀(jì)煤層，包括準(zhǔn)格爾煤田等。1.2西帶石炭二疊紀(jì)煤層為主，包括卓子山、賀蘭山、韋洲等，另有汝箕溝等零星中侏羅

2、世煤層。1.3中帶東側(cè)有東勝、神木等中侏羅世及子長(zhǎng)，牛武晚三疊世煤層；西部有靈武、固原中侏羅世煤層；南部有黃陵、彬縣、隴縣、華亭等中侏羅世煤層。1.4開(kāi)發(fā)情況現(xiàn)鄂爾多斯煤礦經(jīng)三年技術(shù)改造以后，到2008年全市276座地方煤礦基本實(shí)線大型綜合機(jī)械化生產(chǎn)，產(chǎn)能、產(chǎn)量每年上一個(gè)臺(tái)階。由于鄂爾多斯煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開(kāi)采條件好，現(xiàn)大多數(shù)煤礦以開(kāi)采2.0m(或1.8m)以上煤層，最大一次采全高達(dá)到6m以上，卓子山煤田礦井利用放頂煤技術(shù)一次回采厚度8m以上煤層，經(jīng)濟(jì)效益顯著。但1.8 m以下的煤層，尤其1.3 m以下煤層很少有人問(wèn)津，面對(duì)這種情況，積極進(jìn)行儲(chǔ)量挖潛，拓寬煤礦企業(yè)發(fā)展空間，合理利用資源，增大后

3、續(xù)發(fā)展能力，研究解決薄煤層開(kāi)采問(wèn)題，已成為今后鄂爾多斯煤礦發(fā)展中的一項(xiàng)重要工作。對(duì)于薄煤層開(kāi)采，國(guó)內(nèi)外已有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，并獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，因而有著廣闊的發(fā)展前景。解決薄煤層開(kāi)采問(wèn)題，對(duì)合理利用資源，穩(wěn)定礦井生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)礦井壽命，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 2. 薄煤層開(kāi)采可行性論述2.1鄂爾多斯煤炭薄煤層現(xiàn)狀分析儲(chǔ)量分析由于鄂爾多斯煤田面積大，各地煤層情況有很大差異，大部分地區(qū)從2號(hào)煤到16號(hào)煤可有56個(gè)可采煤層，最多的可采煤層達(dá)10個(gè)以上，中厚及厚煤層開(kāi)采幾乎占全部產(chǎn)量。薄煤層（厚度在最小可采厚度-1.3m以下的煤層）開(kāi)采產(chǎn)量極少，而實(shí)際上薄煤層及部分中厚煤層（1.3m1

4、.8m）儲(chǔ)量被呆滯或被因種種原因列在平衡表外，實(shí)際上這部分儲(chǔ)量約占全部?jī)?chǔ)量的15%左右。22鄂爾多斯薄煤層開(kāi)采分析 鄂爾多斯薄煤層儲(chǔ)量在整個(gè)可采儲(chǔ)量中占有一定比重。目前，國(guó)內(nèi)外薄煤層開(kāi)采技術(shù)不斷進(jìn)步，新技術(shù)、新工藝、新裝備不斷涌現(xiàn)，困擾薄煤層安全高效開(kāi)采的各種復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題正在逐步解決，實(shí)現(xiàn)薄煤層高產(chǎn)高效開(kāi)采已成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前實(shí)施薄煤層開(kāi)采，具有如下條件：當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外用于薄煤層的采煤設(shè)備基本有3大類，即刨煤機(jī)、滾筒采煤機(jī)，螺旋鉆采煤機(jī)，它們分別適用于不同的地質(zhì)條件和煤層條件。對(duì)薄煤層開(kāi)采的技術(shù)裝備要求是：1.機(jī)械設(shè)備小巧-必須能用；2.可靠性高-要好用；3.設(shè)備的功率大，自動(dòng)化程度高-能用好。在薄

5、煤層開(kāi)采方法設(shè)備選型方面要求因地而宜，高起點(diǎn)，高投入，高產(chǎn)出，高效益。 (1)全自動(dòng)刨煤機(jī)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)，在煤層賦存穩(wěn)定、斷層不發(fā)育的條件下，年產(chǎn)量可達(dá)到100150萬(wàn)t以上的水平。在煤層及地質(zhì)條件適宜的條件下，是首選采煤機(jī)械。 (2)滾筒采煤機(jī)適用于頂板破碎、地質(zhì)條件較差的煤層，目前先進(jìn)的裝備是采煤機(jī)、液壓支架配置計(jì)算機(jī)程控系統(tǒng)，無(wú)人或只有1-2個(gè)人操作。在條件適宜的情況下，年產(chǎn)也可達(dá)到100萬(wàn)t以上。 (3)螺旋鉆采煤機(jī)主要針對(duì)1m以下薄煤層，該設(shè)備最大優(yōu)點(diǎn)足輕便靈活用人少，效率高，特別適用于0 60 8m的薄煤層和邊角殘煤的開(kāi)采，但單機(jī)產(chǎn)量不高(一般班產(chǎn)200t左右)。從資源同收、延長(zhǎng)

6、礦井壽命和增加經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，螺旋鉆采煤機(jī)也是擁有一定應(yīng)用空間的。 于我國(guó)能源緊張，煤炭市場(chǎng)價(jià)格走高，開(kāi)采薄煤層經(jīng)濟(jì)效益也很高。此外，薄煤層煤質(zhì)一般都比較好，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但由于薄煤層工作面單產(chǎn)和效率低、掘進(jìn)率高、開(kāi)采成本高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)量低、經(jīng)濟(jì)效益差。不愿采薄煤層的根本問(wèn)題是：1.作業(yè)空間狹窄，人員行動(dòng)不便等；2.由于開(kāi)采成本高于中厚煤層和厚煤層，經(jīng)濟(jì)效益低于其他煤層開(kāi)采，資源政策方面沒(méi)有向薄煤層開(kāi)采傾斜，所有這部分煤層采出率很低。 例如鄂爾多斯部分井田內(nèi)具備開(kāi)采條件的薄煤層有2號(hào)煤、4號(hào)煤層等，其下覆6號(hào)煤層，存在煤層壓薦關(guān)系，如果不采2號(hào)煤、4號(hào)煤層，先采下覆的6號(hào)煤層

7、，6號(hào)煤層采完后2號(hào)煤、4號(hào)煤層被破壞，將永遠(yuǎn)也無(wú)法開(kāi)采了。3.采煤方法、工藝選擇 3.1薄煤層采煤方法、工藝 經(jīng)考察目前我國(guó)開(kāi)采薄煤層的礦井多采用以長(zhǎng)壁采煤法，其工作面走向長(zhǎng)度、傾斜長(zhǎng)度一般較厚及中厚煤層短，運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷和開(kāi)切眼破部分頂?shù)装鍘r石，采煤工藝有滾筒采煤機(jī)綜合機(jī)械化采煤法、螺旋鉆采煤機(jī)采煤法、全自動(dòng)化刨煤機(jī)和高檔普采等。滾筒采煤機(jī)綜合機(jī)械化采煤法 薄煤層綜采的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于頂板破碎、壓力大、開(kāi)采條件較差的煤層適應(yīng)性較強(qiáng)，受地質(zhì)及煤層條件限制較小，具有高產(chǎn)、高效、安全、低耗、工作條件好、勞動(dòng)強(qiáng)度小等等優(yōu)點(diǎn)，但綜采設(shè)備投資較高，對(duì)技術(shù)操作和管理水平要求較高。 螺旋鉆采煤機(jī)適用0.61

8、.Om的薄煤層，該采煤法可廣泛地應(yīng)用于開(kāi)采圍巖較穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層，并且可用來(lái)開(kāi)采邊角煤，三下壓煤和各種煤柱。該技術(shù)用人少，工效高，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人作業(yè)環(huán)境，可使表外儲(chǔ)量得到開(kāi)采，提高資源利用率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，單機(jī)產(chǎn)量不高，但具有一定的應(yīng)用前景。313全自動(dòng)化刨煤機(jī) 刨煤機(jī)是一種較適合薄煤層工作面中落煤、裝煤自動(dòng)化的采煤機(jī)械。與滾筒采煤機(jī)相比，刨煤機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有采煤機(jī)那樣復(fù)雜的牽引部分的液壓系統(tǒng)，使用維修方便，易于掌握管理；體積小、通風(fēng)阻力?。徊僮鞣奖?，可實(shí)現(xiàn)遙控采煤，工作面可實(shí)現(xiàn)無(wú)人作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，有利于安全；自動(dòng)化程度高率高，實(shí)現(xiàn)了落煤裝煤運(yùn)煤

9、的綜合機(jī)械化；實(shí)現(xiàn)了連續(xù)采煤，提高了時(shí)間利用率；截深小，只刨落煤壁壓酥區(qū)表層，刨落單位煤量能耗小，而且塊煤率高。 刨煤機(jī)的缺點(diǎn)是刨煤機(jī)及其自動(dòng)化控制設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)技術(shù)操作水平、生產(chǎn)管理水平及煤層地質(zhì)條件要求很高。 314高檔普采 高檔普采的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)裝備投資較少，操作技術(shù)較易掌握，組織生產(chǎn)比較容易，對(duì)地質(zhì)變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，工作面搬遷倒面容易。目前，只有在資金不足的中、小型煤礦中應(yīng)用，在大型煤礦中，常用于走向短、形狀不規(guī)則的邊角煤層塊段中有應(yīng)用。32采煤方法選擇國(guó)內(nèi)外薄煤層開(kāi)采已經(jīng)有許多成功的實(shí)例，具體礦井采煤方法的選擇要根據(jù)礦井地質(zhì)情況、煤、巖層等特點(diǎn)以及現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件，設(shè)計(jì)選擇采煤方

10、法。鄂爾多斯煤田范圍內(nèi)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，整體構(gòu)造形態(tài)起伏不大，地層一般傾角為1080，煤田內(nèi)影響回采斷裂構(gòu)造較少。4.結(jié)論薄煤層開(kāi)采在技術(shù)上可行，已有很多成功的實(shí)例；在經(jīng)濟(jì)上有很大的利潤(rùn)空間，可以維持煤礦企業(yè)的發(fā)展；在管理方面要求高，同時(shí)需要高素質(zhì)的操作人員，這是煤礦需要解決的難題。5.結(jié)束語(yǔ) 薄煤層開(kāi)采工作面裝備電液一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采煤，既改善了薄煤層特殊開(kāi)采下操作人員的工作條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高工作面生產(chǎn)能力，解決了薄煤層的高產(chǎn)高效問(wèn)題。解決薄煤層開(kāi)采問(wèn)題，對(duì)穩(wěn)定礦井生產(chǎn)能力、延長(zhǎng)礦井使用壽命，實(shí)現(xiàn)鄂爾多斯煤礦持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。政策支持：由于薄煤層開(kāi)采的客觀條件，決定了它的產(chǎn)量和效益均要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中厚及厚煤層開(kāi)采，政府是否能在政策上做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。參考書(shū)目