文/唐召信

綜放工作面提高資源回收率的綜合措施研究與應(yīng)用

文/唐召信

中煤集團(tuán)大屯公司姚橋煤礦井田面積56.7平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量4.7億噸，可采儲(chǔ)量2.3億噸，經(jīng)過(guò)35年的不斷開(kāi)采，目前剩余可采儲(chǔ)量1億噸。在煤炭資源日益減少的情況下，姚橋煤礦按照上級(jí)集團(tuán)公司提出的“向斷層要煤、向采煤方法要煤，創(chuàng)新采煤工藝，節(jié)約煤炭資源，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限”和“提高資源回采率和精煤回收率，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，開(kāi)采小塊段邊角煤，將資源‘吃干榨盡’”的工作要求，結(jié)合實(shí)際，積極開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)反復(fù)研究試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了在動(dòng)用相同煤炭?jī)?chǔ)量的情況下，可提高12.1%的煤炭資源回收率，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，礦井走出了一條可持續(xù)發(fā)展之路。

一、制約煤炭資源回收率低的問(wèn)題分析

煤炭資源屬于不可再生的礦產(chǎn)資源，而資源的回收率一直是國(guó)內(nèi)外煤礦比較關(guān)注的問(wèn)題，綜放回采工藝雖然在提高產(chǎn)量、效率方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在資源回收的環(huán)節(jié)上存在一些難點(diǎn)，造成了部分煤炭無(wú)法回收，主要表現(xiàn)在兩道頂煤無(wú)法回收；機(jī)頭、機(jī)尾過(guò)渡架上網(wǎng)段頂煤丟失；放煤工責(zé)任心不強(qiáng)，造成放煤不凈；后溜老塘空間丟煤等。

二、提高煤炭資源回收率的對(duì)策與措施

姚橋煤礦針對(duì)多年來(lái)綜放回采工藝的資源回收難點(diǎn)問(wèn)題，成立專門(mén)的科研攻關(guān)小組，通過(guò)管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新，創(chuàng)造性地開(kāi)展工作，反復(fù)調(diào)研、論證和實(shí)踐，積極采取有效措施，做精做細(xì)基礎(chǔ)工作，有效提高了綜放工作面的資源回收率。

1.采取綜合措施，強(qiáng)化監(jiān)督考核，嚴(yán)格過(guò)程控制

姚橋煤礦加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過(guò)程控制，制定資源回收的管理制度和管理流程，采取每天對(duì)上一個(gè)圓班的產(chǎn)量、灰分、進(jìn)尺等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析刀煤產(chǎn)量及灰分高低，研究其產(chǎn)生的原因，并將分析結(jié)果及時(shí)反饋區(qū)隊(duì)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝。同時(shí)，還把工資結(jié)算方式由過(guò)去的推進(jìn)度算工資改為以放煤量算工資的管理辦法，改變基層單位一味追求進(jìn)尺，而不重視放煤工作的舊思想。通過(guò)實(shí)施各職能科室聯(lián)責(zé)考核，加強(qiáng)工作面放煤技術(shù)的管理，加大放煤考核力度，對(duì)放煤情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查等一系列舉措，消除了因管理不到位而造成的丟煤現(xiàn)象，資源的回收率提高了6.2%左右。

2.加大設(shè)備投入力度，推廣應(yīng)用新型端頭放煤支架及過(guò)渡支架

姚橋煤礦在合理選擇液壓支架架型的基礎(chǔ)上，積極推廣應(yīng)用新型端頭放煤支架及過(guò)渡支架，很大程度地改善了兩端頭三角區(qū)的支護(hù)問(wèn)題，并在支架后通過(guò)鉸網(wǎng)放煤，不但能將端頭支架上的頂煤放出，還能將巷道上下出口頂板上的部分頂煤放出，有效提高了巷道頂煤及上下出口三角煤的回收。實(shí)踐證明，可提高2.5%左右的回收率。

圖1 沒(méi)安裝煤炭置換體時(shí)煤炭回收情況

3.堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，研制應(yīng)用煤炭置換回收器，減少資源丟失

（1）煤炭資源回收器的設(shè)計(jì)原理。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)老塘放完煤、移完后溜后，在后溜和老塘之間遺留一定空間（如圖1所示），當(dāng)移架放煤時(shí)該空間被充填，充填物為煤矸混合物（煤約為2/3)，無(wú)法回收。因此，姚橋煤礦針對(duì)這一問(wèn)題研制煤炭置換回收器，利用該裝置提前充填遺留空間（如圖2所示），使后溜和老塘之間無(wú)法存留煤炭，有效地減少了煤炭資源丟失。煤炭置換回收器通過(guò)在礦井7711工作面的試用，效果顯著，可提高煤炭資源回收率3.4%左右。

（2）煤炭置換回收器的結(jié)構(gòu)原理。根據(jù)充填遺留空間的思路，用8mm鋼板焊成長(zhǎng)1450mm、寬700mm和溜槽等高的箱體形式的煤炭置換回收器，向煤壁側(cè)帶有5°傾角，有利于碎煤流淌，煤炭置換回收器規(guī)格和溜槽相同，連接在后溜老塘側(cè)的一邊，隨后溜一起向前移動(dòng)，并始終占據(jù)著后溜與采空區(qū)之間的遺留空間，使移架后老塘冒落的煤矸無(wú)法進(jìn)入到該空間，而落在煤炭置換回收器上的煤炭也會(huì)在一定外力作用下，流向后溜內(nèi)，達(dá)到回收頂煤的目的。

（3）煤炭置換回收器的優(yōu)點(diǎn)。一是，煤炭資源回收器一次投入后，不易損壞，可重復(fù)安裝使用，方便拆除安裝。同時(shí)，煤炭資源回收器安裝到位后，不需再增加人工和工作量、不需維護(hù)、不妨礙其他設(shè)備使用，有效提高了工作面的回收率；二是，在同樣的產(chǎn)量下，有效減少了老塘丟煤，有效減輕了老塘防滅火的威脅，降低了防滅火成本，減少了推進(jìn)度和工作量，并一定程度上緩解了采掘接續(xù)緊張的局面；三是，增加了原煤采出，提高了經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限。

圖2 安裝煤炭置換體后煤炭回收情況

三、提高資源回收率的理論分析

通過(guò)采取以上措施，姚橋煤礦采煤工作面回采率有了大幅提高，數(shù)據(jù)分析如下：以姚橋煤礦7711工作面為例，煤厚平均5.8米，工作面傾斜長(zhǎng)186米，刀煤動(dòng)用量為893噸。

1.使用新型端頭支架及過(guò)渡支架放煤提高的回采率：

每刀煤2臺(tái)端頭支架放煤量為：2×1.5×0.6×（5.8－2.6）×1.38×2/3=5.3噸；

每刀煤4臺(tái)過(guò)渡支架放煤量為：4×1.5×0.6×（5.8－2.3）×1.38＝17.4噸；

端頭支架和過(guò)渡支架煤炭回采率提高比率為：（5.3＋17.4）÷893×100%＝2.5%。（式中，1.5—支架寬度；0.6—放煤步距；1.38—煤的比重；2/3—遺留空間2/3的煤炭；2.6/2.3—分別為采高）

2.煤炭置換回收器所提高的回采率：

每刀煤煤炭置換回收器多回收煤炭：186×0.3× 0.6×1.38×2/3＝31噸。

該裝置煤炭回采率提高比率為：31÷893×100%＝3.4%。

3.通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)放煤管理，調(diào)整生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格過(guò)程控制，加大考核力度等綜合措施，可提高煤炭回采率6.2%。

綜上所述，2.5%+3.4%+6.2%=12.1%。即通過(guò)采取一系列綜合管理措施，不斷進(jìn)行管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新，加強(qiáng)煤炭資源回收管理，姚橋煤礦資源回收率提高了12.1%左右，即按年產(chǎn)量445萬(wàn)噸計(jì)算，在動(dòng)用相同儲(chǔ)量的情況下，一年可多回收約53萬(wàn)噸的煤炭資源，三年就可以少動(dòng)用一個(gè)150多萬(wàn)噸的綜采工作面，可達(dá)到數(shù)億元的產(chǎn)值，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分可觀，實(shí)現(xiàn)了礦井的綠色開(kāi)采和資源的合理開(kāi)發(fā)。

（作者系中煤集團(tuán)大屯公司姚橋煤礦礦長(zhǎng)）

（責(zé)任編輯：周瓊）