崔立波

摘 要：該論文聯(lián)系實(shí)際采煤工作情況。對(duì)特厚煤層綜放工藝工作面回采率的計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及計(jì)算。對(duì)工作面回采率的計(jì)算過(guò)程中主要對(duì)放煤損失進(jìn)行估算。計(jì)算過(guò)程中要對(duì)原煤產(chǎn)量、矸石量、原煤灰分含量等進(jìn)行修正。得出一個(gè)比較接近實(shí)際的回采率數(shù)值。

關(guān)鍵詞：工作面回采率；特厚煤層；綜放工藝；放煤損失

中圖分類號(hào)： TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）12-193-2

0 引言

煤炭作為一種不可再生能源在社會(huì)發(fā)展中處于很重要的地位，在煤礦回采過(guò)程中必然會(huì)造成一定量的損失，因煤炭資源的不可再生性，為提高回采率，減少回采過(guò)程中的損失，各煤礦一直致力于研究提高煤炭回采率的回采方法以及更加先進(jìn)的施工工藝。因此，如何計(jì)算出一個(gè)更加準(zhǔn)確的回采率即為本文探討的內(nèi)容。《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)程》中對(duì)于生產(chǎn)礦井的損失量及回采率有明確規(guī)定，其規(guī)定見(jiàn)表1。

鄂爾多斯地區(qū)煤層普遍較厚，大部為超過(guò)8m的特厚煤層，但因?yàn)槠渎癫剌^深，又不適合采用露天開(kāi)采方式進(jìn)行開(kāi)采?，F(xiàn)我國(guó)特厚煤層一次采全高的先驅(qū)者為神華集團(tuán)，最大回采高度約8.5m，并且對(duì)設(shè)備功率要求較大，在超過(guò)10m的煤層中具有局限性，很難全部采出。因此在回采特厚煤層時(shí)，綜合放頂煤工藝現(xiàn)在鄂爾多斯地區(qū)的煤礦中使用者較多。其具有施工工藝簡(jiǎn)單，可采出煤層較厚的優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)樵诜彭斆哼^(guò)程中無(wú)法直觀觀測(cè)放頂煤情況，在放頂煤過(guò)程中會(huì)造成較大損失，提高綜合放頂煤工作面回采率一直都是各礦研究的問(wèn)題。

準(zhǔn)格爾旗云飛礦業(yè)有限責(zé)任公司串草圪旦煤礦位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗龍口鎮(zhèn)，主采6煤層，6號(hào)煤層：位于太原組上部第二巖段，為礦區(qū)主要可采煤層。煤層自然厚度0.30～16.80m，平均11.61m。煤層可采厚度1.10～13.75m，平均10.32m。該煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含夾矸0～7層，夾矸巖性多為泥巖。煤層頂板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，底板巖性與頂板巖性基本相同，個(gè)別為細(xì)砂巖，與下部9上號(hào)煤層間距5.52～35.89m，平均16.58m。該煤層層位穩(wěn)定，對(duì)比可靠，在煤層賦存范圍內(nèi)屬全區(qū)可采的較穩(wěn)定煤層。

采用后退式長(zhǎng)壁采煤法，因無(wú)法一次采全高，因此綜合放頂煤回采工藝。在放頂煤工藝中其放煤損失量在日常工作中無(wú)法進(jìn)行實(shí)測(cè)，只能根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。放頂煤工作面煤炭回采率的計(jì)算只是簡(jiǎn)單地以原煤產(chǎn)量除以可采的地質(zhì)儲(chǔ)量，得到的工作面回采率值通常偏高，缺乏科學(xué)性、準(zhǔn)確性和客觀性。因此，串草圪旦煤礦計(jì)算采出量利用矸石及水分修正值進(jìn)行工作面回采率的計(jì)算。

準(zhǔn)格爾煤田位于鄂爾多斯臺(tái)向斜東部，其地層沉積序列與華北地臺(tái)石炭二疊紀(jì)各煤田基本相似。古生代地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)（Ⅴ），晉冀魯豫地層區(qū)（Ⅴ4），鄂爾多斯地層分區(qū)（V44），東勝小區(qū)（V4-14）。區(qū)內(nèi)地層層序自下而上為：下寒武統(tǒng)饅頭組、中寒武統(tǒng)張夏組、上寒武統(tǒng)炒米店組、下奧陶統(tǒng)三山子組、中奧陶統(tǒng)馬家溝組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組、上二疊統(tǒng)上石盒子組、孫家溝組、下三迭統(tǒng)劉家溝組、和尚溝組、下白堊統(tǒng)志丹群、第三系上新統(tǒng)、第四系更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。

礦區(qū)含煤地層總厚平均143.43m，煤層總厚累計(jì)平均22.84m，可采煤層累計(jì)厚度平均21.87m，含煤系數(shù)15.92%，可采含煤系數(shù)15.25%。

1工作面動(dòng)用儲(chǔ)量的計(jì)算

串草圪旦煤礦6煤層屬較穩(wěn)定近水平煤層，因此動(dòng)用儲(chǔ)量按公式（1）計(jì)算：Q=S×h×γ（1）

Q——?jiǎng)佑脙?chǔ)量；S——?jiǎng)佑脡K段水平投影面積；γ——煤體容重。

煤層厚度取值：串草圪旦煤礦6煤層屬較穩(wěn)定煤層，在掘進(jìn)中每隔20～50m對(duì)頂板進(jìn)行鉆探，取得煤層厚度數(shù)據(jù)。計(jì)算工作面動(dòng)用儲(chǔ)量時(shí)取其平均值。在煤層含有夾矸時(shí)去除0.2m及以上厚度的夾矸累計(jì)厚度。

工作面動(dòng)用塊段面積的計(jì)算：因煤層較厚，在放煤過(guò)程中通常會(huì)降順槽上方的三角煤放出，因此，計(jì)算工作面傾斜長(zhǎng)度時(shí)計(jì)算巷中距離。

2 采出量的計(jì)算取值

采出量的取值一般使用原煤產(chǎn)量，但經(jīng)過(guò)計(jì)算結(jié)果通常偏高，甚至出現(xiàn)>100%的情況，不能真實(shí)地反應(yīng)回采率情況。因此，我們利用原煤煤質(zhì)化驗(yàn)中灰分、水分進(jìn)行修正，按公式（2）進(jìn)行計(jì)算：T=t×（1+Aad1-Aad+Mad1-Mad）（2）

T——采出量，單位（噸）；t——原煤產(chǎn)量；Aad1，Aad——儲(chǔ)量報(bào)告中煤層灰分，原煤灰分；Mad1，Mad1——儲(chǔ)量報(bào)告中煤層全水分，原煤全水分。

各煤層煤質(zhì)特征見(jiàn)表2。

為保證原煤數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，原煤煤樣采取、制備、化驗(yàn)工作要求嚴(yán)格執(zhí)行《GB 475-2008商品煤樣采取方法》及《GBT 212-2008 煤的工業(yè)分析方法》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定。煤質(zhì)化驗(yàn)部門應(yīng)按期提供煤質(zhì)化驗(yàn)灰分、水分、發(fā)熱量等指標(biāo)平均值，原煤空氣干燥基灰分等煤質(zhì)資料，并確?；?yàn)結(jié)果可靠。

3 煤炭損失構(gòu)成分析

《生產(chǎn)礦井儲(chǔ)量管理規(guī)定（現(xiàn)行）》中第32條規(guī)定實(shí)際工作面損失是指發(fā)生在工作面內(nèi)的各項(xiàng)損失。

3.1 實(shí)際發(fā)生的與采煤方法有關(guān)的損失

實(shí)際發(fā)生的與采煤方法有關(guān)的損失指由于開(kāi)采技術(shù)條件的限制，采用某種采煤方法時(shí)，允許損失掉的儲(chǔ)量，包括：

3.1.1 面積損失

①按設(shè)計(jì)規(guī)定實(shí)際留設(shè)的小塊煤柱和煤垛；②采用刀柱、掩護(hù)式支架、水采法采煤方法時(shí)，按規(guī)定實(shí)際留設(shè)的煤柱。

3.1.2 厚度損失

①工人作面內(nèi)按規(guī)定實(shí)際留設(shè)的護(hù)頂煤；②因劫掠高度眼制，工作面設(shè)計(jì)采高不能采全厚而丟失的頂?shù)酌?；③掩護(hù)支架開(kāi)采時(shí)，在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)實(shí)際丟失的項(xiàng)底煤；④分層開(kāi)采時(shí)，在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)實(shí)際留設(shè)的煤皮假頂。

3.2 實(shí)際發(fā)生的落煤損失

實(shí)際發(fā)生的落煤損失指工作面在回采過(guò)程中遺留在老塘內(nèi)的煤量。

3.3 實(shí)際發(fā)生的由于不正確開(kāi)采引起的損失（即不合理?yè)p失）

實(shí)際發(fā)生的由于不正確開(kāi)采引起的損失（即不合理?yè)p失）

指不按批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工，違反開(kāi)采程序或因生產(chǎn)管理不善造成的損失。包括：

3.3.1 面積損失

①工作面內(nèi)因冒頂另開(kāi)切眼造成的損失；②工作面內(nèi)由于水、火、瓦斯災(zāi)害造成的損失；③工作面內(nèi)未按規(guī)定的開(kāi)采順序開(kāi)采造成的損失；④工作面未采至終止線造成的損失；⑤刀柱、掩護(hù)支架、水采等采煤方法，煤柱實(shí)際尺寸超過(guò)規(guī)定部分的損失。

3.3.2 厚度損失

①工作面內(nèi)未規(guī)定留設(shè)而實(shí)際已留設(shè)的護(hù)頂煤；②分層開(kāi)采時(shí)，未按層位開(kāi)采而丟失的頂?shù)酌海虎劬邆浞謱訔l件，但未按設(shè)計(jì)規(guī)定分層開(kāi)采而整分層丟失的煤量；④工作面示達(dá)到規(guī)定的采高而丟失的頂?shù)酌骸?/p>

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè)及計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在房頂煤過(guò)程中由于頂板巖層垮落及煤體破碎在煤層頂板形成參差裝破碎面，導(dǎo)致放頂煤過(guò)程中可能將頂板矸石放下而部分區(qū)域煤體無(wú)法充分放凈的情況發(fā)生，因此放頂煤損失很難直觀測(cè)量計(jì)算。

放頂煤損失在工作面損失中占有很大比重，因此為了提高放頂煤量，有必要將放頂煤損失進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)。

在統(tǒng)計(jì)綜放工作面中損失量的過(guò)程中，排除由于不正確開(kāi)采引起的損失（即不合理?yè)p失）的情況下，一般將損失分為工作面內(nèi)浮煤、丟底煤、放頂煤損失。浮煤及丟底煤可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量計(jì)算得出相對(duì)準(zhǔn)確數(shù)值。但放頂煤過(guò)程中無(wú)法實(shí)際測(cè)算其損失煤量。串草圪旦煤礦利用如下公式計(jì)算：

放煤損失=動(dòng)用儲(chǔ)量-浮煤-丟底煤-其他損失

4 結(jié)論

利用本方法對(duì)綜合放頂煤工作面的工作面回采率可更加接近實(shí)際數(shù)值，可更真實(shí)地反映出煤礦在回采過(guò)程中的損失量，對(duì)提高綜合放頂煤工作面提高回采率管理更具有指導(dǎo)意義。