張東偉
(龍煤股份鶴崗分公司 振興煤礦,黑龍江 鶴崗154100)
為了充分利用煤炭資源,提高礦井回收率,延長礦井服務年限,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,振興煤礦在2001年本部煤炭儲量匱乏,其他小井相繼關停的情況下,鶴崗分公司把原益新礦五層井劃給振興煤礦。當時,為了保證振興煤礦原煤產量持續(xù)性,振興煤礦接手五層井后,除了改造必要的通風系統(tǒng)、機、運系統(tǒng)以外,首采面安排在二水平北部15層舊區(qū),為下一步準備開采二水平南部區(qū)15層、18層提供了寶貴的時間,同時多回收了煤炭資源。
龍煤股份鶴崗分公司振興煤礦于1990年成立,設計及實際年生產能力均為0.6Mt/a,由于水采下馬及其他小井相繼關停,2001年鶴崗分公司把原益新礦五層井劃給振興煤礦,井田面積4.0686km2,地質儲量24.2Mt,可采儲量為11.2Mt;15層原煤厚10m,18層原煤厚12m,30層原煤厚6m,因原益新礦在15層煤、18層煤和30層煤分層開采中遇到水、火、瓦斯和地質構造等困難,大部分地點采了一至二個分層相繼封閉。振興礦接手后,在原生產系統(tǒng)上進行改造,開始了舊區(qū)復采工作。
振興煤礦舊區(qū)是指已經(jīng)開采過的舊區(qū)和已報廢水平的采區(qū)及已報損、注銷煤量的區(qū)域;復采是指對已采區(qū)及已報廢采區(qū)及已報損、注銷區(qū)域進行再次開采。舊區(qū)復采即為:對已采過的采空區(qū)中殘存的頂煤、底煤、浮煤等工作面損失煤量,留設的階段煤拄,區(qū)間煤拄,斷層煤拄,護巷煤拄等采區(qū)損失煤量,以及由于采動破壞、構造復雜、水平過渡等因素已報損、注銷的表外儲量,再重新布置工作面進行開采。
舊區(qū)復采已經(jīng)有幾年的歷史,通過對2001年至2012年12年間舊區(qū)復采的不完全統(tǒng)計,共復采了17個工作面,其中15層6個,18層4個,30層7個,累計舊區(qū)復采出煤炭123多萬噸,工作面回采率達到85.2%,舊區(qū)復采取得了可喜成果。
1)煤炭資源得到有效開發(fā),提高了煤炭回收率,延長了礦井的服務年限,保證了正常開采的接續(xù)。由于舊區(qū)復采采出的煤炭均為采空區(qū)丟掉的煤炭,以及由于水平過渡、地質構造復雜、采動破壞、各類煤柱等已報損、注銷的煤量,因此不但提高了煤炭的回收率,緩解了水平接替緊張局面,最少延長了振興煤礦服務年限2年以上,并且保證了下一步二水平南部區(qū)15層、18層煤正常接續(xù)。
2)實現(xiàn)了安全生產。舊區(qū)復采條件復雜,頂板、通風、瓦斯、防火、防水等各項管理難度大,由于采取了有效的安全措施,在實際開采過程中杜絕了頂板、通風、瓦斯、火災、水災、煤塵等事故,實現(xiàn)了安全生產。
3)經(jīng)濟效益比較客觀。雖然舊區(qū)復采難度較大,成本較高,但從振興礦生產經(jīng)營實踐和對比看,一般情況下舊區(qū)復采單位成本只比正常開采的采區(qū)高13.5元,因此,效益是非??捎^的
4)鍛煉了隊伍,積累了經(jīng)驗。通過舊區(qū)復采的理論研究,技術攻關和復采實踐,不但鍛煉了適應舊區(qū)復采的干部、職工和技術人員,還積累了舊區(qū)復采的經(jīng)驗,特別是在高瓦斯、易發(fā)火厚煤層舊區(qū)進行復采,也取得了比較成功的經(jīng)驗,為今后舊區(qū)復采奠定了基礎
由于舊區(qū)開采條件復雜,開采難度大,廣大職工和工程技術人員以科學的態(tài)度,堅持正規(guī)開采。做到系統(tǒng)布局簡單,開采方法、生產工藝先進,通風合理,防災安全可靠,符合規(guī)程規(guī)定,杜絕了非正規(guī)開采。
1)頂板管理
(1)掘進巷道支護最好采用錨桿、鋼筋網(wǎng)、U型鋼支護、噴碹聯(lián)合支護,減少采煤工作面上、下兩道恢復工作量。
(2)采煤工作面采用滑移支架,并鋪金屬頂網(wǎng),增加支架的整體性,落煤最好配備采煤機。
(3)舊區(qū)復采時間最好在采空區(qū)已冒落的巖石、煤炭形成再生頂板后再進行準備和回采,以增加頂板、煤壁的再生性和穩(wěn)定性,一般在采過3年以上再復采效果較好。
2)采區(qū)通風
(1)舊區(qū)復采,在巷道布置上采取分區(qū)通風方式(獨立通風),為采后封閉創(chuàng)造良好條件,一旦發(fā)生自燃發(fā)火,確保不波及到其它采區(qū)的通風系統(tǒng)。
(2)舊區(qū)掘進和回采期間,都應加強外圍堵漏,防止采區(qū)漏風;兩巷支護應采取“U“型鋼支架掛鋼筋網(wǎng)錨桿噴碹聯(lián)合支護。
(3)合理調配風量。以稀釋瓦斯為前提,一般采煤工作面配400m3/min。
3)防治煤層自然發(fā)火
舊區(qū)復采成功的關鍵是加強防滅火管理,要采取可靠的針對性措施。
(1)對舊區(qū)復采的工作面,準備前需對通往舊區(qū)復采的舊巷,進行嚴密封堵,防止采區(qū)漏風。
(2)在煤巷掘進過程中,對煤巷最好采用鋼筋網(wǎng)架棚支護后,再進行噴碹,杜絕巷道煤壁氧化,防止煤壁自燃發(fā)火。
(3)舊區(qū)復采工作面開采結束后,應快速撤出,采后及時封閉。
(4)控制供風量,減少對采空區(qū)供氧;以及調壓、均壓供風,防止周邊小井的影響。
(5)健全防滅火系統(tǒng),加強防滅火隊伍建設。舊區(qū)復采工作面、上下兩巷要預防性打鉆注粉煤灰,注阻化劑;特別是有高溫或出現(xiàn)CO現(xiàn)象時,要及時打鉆注粉煤灰、注阻化劑和注水。
4)瓦斯災害防治
(1)舊區(qū)復采掘進工作面,回采工作面,每班都要配備專職瓦檢員,每班按規(guī)律性檢查瓦斯,每個掘進工作面都安設甲烷、一氧化碳探頭,完善風電、瓦斯電閉鎖和雙風機雙電源。
(2)采煤工作面的瓦斯除了正常風排以外,還采用了工作面上道仰斜鉆孔邊采邊抽放(即在工作面上道,每25 m布置一個鉆場,在鉆場內向工作面上隅角布置2~3個鉆孔,終孔位置打到采空區(qū),對工作面上隅角采空區(qū)內進行瓦斯抽放,這樣,每個工作面都取消了瓦斯尾巷或頂板巷的掘送,減少了掘進量同時,大大的降低了成本(圖1)。
圖1 放頂煤工作面瓦斯抽放鉆孔示意(特厚煤層)
1)工作面開采前,雖然對舊區(qū)、舊巷進行對照,采取了打鉆探、放水措施,仍然出現(xiàn)滲水、涌水情況,最嚴重的時候,由于水大,機道水煤分離困難(俯斜開采),導致工作面被迫停產治水,在采煤工作面出水點下部每循環(huán)使用編織袋在軟幫測底板裝貨碼袋子,袋子高度不小于300mm,讓水順軟幫底板流到機道,機道建凈水池,通過管路或鉆孔與凈水池連接把水排至排水巷(圖2)。
圖2 并聯(lián)頂梁液壓支架采場防治水示意
2)特厚煤層舊區(qū)放水困難,由于舊區(qū)以往采用的是分層開采,特厚煤層由上至下分層開采,丟的底煤;如果鉆場布置在煤層底板巖石內,由煤層底板向上打鉆放水,勢必鉆孔需要通過丟失煤層,造成水煤經(jīng)常堵孔,積水不但放不出去,還影響工作面正常開采。因此把放水鉆場布置在煤層頂板巖石內,鉆孔的終孔布置到開采煤層冒落帶上部,由上往下依次降低鉆孔終孔標高,最后才能放凈積水(圖3)。
圖3 特厚煤層舊區(qū)復采探放水示意
3)由于舊區(qū)復采是在原來開采過程中巖石冒落假頂下進行,開采過程中,有些地點巖石隨采隨冒,影響了煤炭質量,我們在管理上層層把關,首先在工作面開采工序中,加強采煤工作面軟幫聯(lián)網(wǎng),大塊巖石控制到采煤工作面軟幫里,小塊巖石控制在煤倉上口篦子外,更小的巖石通過井上選煤廠風選選出。
舊區(qū)復采雖然開采難度大、產量低、效率低、成本高,安全管理難度大,防火投入多,為了要平穩(wěn)過渡到三水平南部區(qū)3、7層開采,在未來的一、二年內還離不開舊區(qū)復采,礦已制定了舊區(qū)復采規(guī)劃,希望積累的寶貴經(jīng)驗和好的做法能夠在今后的工作中發(fā)揮指導作用。