許孟和，王 輝

(1.潞安化工集團(tuán) 古城煤礦，山西 長治 046100；2.中煤第五建設(shè)有限公司 第一工程處，山西 長治 046100)

1 現(xiàn) 狀

潞安集團(tuán)作為國有大型煤企集團(tuán)，經(jīng)過多年開采后，生產(chǎn)礦井井下矸石運(yùn)輸問題逐漸凸顯。為進(jìn)一步掌握集團(tuán)所屬生產(chǎn)礦井井下矸石運(yùn)輸現(xiàn)狀，提高礦井主提升系統(tǒng)的有效提升率，從源頭提升原煤煤質(zhì)質(zhì)量，對五陽、漳村、王莊、常村、余吾、郭莊、潞寧、高河、李村、古城、一緣、李陽、阜生、孟家窯等14座礦井井下矸石運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了摸底調(diào)研。

從矸煤混雜程度的角度對矸石進(jìn)行分類,有混矸和全矸?；祉肥侵覆沙龅拿禾恐袏A雜著的矸石，這類矸石多來源于放頂煤巖頂垮落、半煤巖巷掘進(jìn)、回采面過構(gòu)造、回采面煤層夾矸等。其特點(diǎn)為矸石夾雜在煤炭中，需經(jīng)選矸工藝處理后才可將矸石從煤炭中篩分出來。全矸是指掘進(jìn)全巖巷道過程中產(chǎn)生的矸石，其特點(diǎn)為含煤率很低，可不經(jīng)洗選直接排至矸石場進(jìn)行掩埋處理[1]。

從調(diào)研情況來看，14座礦井的混矸均是隨煤流通過主運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)入選矸車間，之后分選而出；全矸的提升方式有兩種：通過輔助運(yùn)輸系統(tǒng)提升和通過主運(yùn)輸系統(tǒng)提升。

由于主運(yùn)輸系統(tǒng)為膠帶運(yùn)輸，具有連續(xù)性、穩(wěn)定性、快捷性等特點(diǎn)，故絕大多數(shù)礦井的全矸都是通過主運(yùn)輸系統(tǒng)提升的。就調(diào)研情況來看，14座礦井中只有孟家窯煤業(yè)是通過輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全矸提升的，究其原因為該礦全矸量過大，且輔助運(yùn)輸系統(tǒng)能力富余。

2 存在的問題

現(xiàn)階段潞安集團(tuán)公司礦井井下煤矸多采用集中裝運(yùn)的生產(chǎn)模式，其弊端如下：

1) 矸石混入煤炭中，影響煤質(zhì)，制約煤價。

2) 礦井產(chǎn)能為一定值，矸石由主提升系統(tǒng)運(yùn)輸，或多或少都會占用產(chǎn)能指標(biāo)。

3) 少數(shù)礦井主提升系統(tǒng)能力有限，矸石混入煤炭中，減少了煤炭的提升量。

3 優(yōu)化方案

現(xiàn)階段，實現(xiàn)混矸的井下分裝分運(yùn)存在很大困難，改造成本巨大，且嚴(yán)重打亂礦井現(xiàn)有各生產(chǎn)系統(tǒng)。但是從理論上和技術(shù)上，全矸的井下分裝分運(yùn)是可以實現(xiàn)的。

3.1 煤矸井下智能分選方案

天津美騰科技公司研制有射線智能分選煤矸工藝，可實現(xiàn)煤矸井下分離。

優(yōu)點(diǎn)：不僅能實現(xiàn)全矸的分選，還可實現(xiàn)混矸的分選；

缺點(diǎn)：前期投資巨大，改造周期過長。

常村煤礦對該工藝進(jìn)行過詳細(xì)調(diào)研，雖建設(shè)投資巨大(僅設(shè)備購置費(fèi)用就在2 000萬元以上)，但的確可從根本上解決常村煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)能力不足的問題。

由于常村煤礦生產(chǎn)能力大，服務(wù)年限較長，為潞安集團(tuán)公司的主力礦井，而礦井的主運(yùn)輸系統(tǒng)能力不足，嚴(yán)重制約礦井原煤產(chǎn)量。因此，建議常村煤礦在潞安集團(tuán)率先進(jìn)行煤矸井下智能分選試驗，并與充填開采相結(jié)合，打造矸石不升井的綠色開采楷模。

3.2 煤矸井下分裝分運(yùn)方案

煤矸井下分裝分運(yùn)的前提為輔助運(yùn)輸能力富余，可通過輔助運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸矸石，即孟家窯煤業(yè)現(xiàn)階段采用的方式。

優(yōu)點(diǎn)：煤炭和矸石分別從主副運(yùn)輸系統(tǒng)出井，互不影響；

缺點(diǎn)：占用輔助運(yùn)輸系統(tǒng)能力，輔助運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行狀況制約巖巷掘進(jìn)。

建議采用這種方式的礦井有李村煤礦、王莊煤礦、李陽煤業(yè)、余吾煤業(yè)。此4座礦井年掘進(jìn)全矸量、礦井輔助運(yùn)輸方式及井上選矸和煤矸井下分裝分運(yùn)成本對比見表1。

表1 井上選矸和煤矸井下分裝分運(yùn)成本對比

3.3 煤矸井下錯時運(yùn)輸方案

在礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)能力富余，且年計劃產(chǎn)量不高的前提下，可考慮全矸通過主運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行提升，但需與主煤流錯時段運(yùn)輸，即在主運(yùn)輸系統(tǒng)不運(yùn)輸煤炭期間進(jìn)行全矸運(yùn)輸，全矸從主井升至地面后直接進(jìn)入矸石處理系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)：矸石運(yùn)輸不占用輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，輔助運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行狀況對巖巷掘進(jìn)不構(gòu)成制約；

缺點(diǎn)：矸石擠占了煤炭的運(yùn)輸時間。

可采用這種方式的礦井有五陽煤礦、一緣煤業(yè)。這兩座礦井井上選矸和煤矸井下錯時運(yùn)輸成本對比見表2。

表2 井上選矸和煤矸井下錯時運(yùn)輸成本對比 元/噸煤

3.4 不建議矸石運(yùn)輸方式改造的礦井

一座礦井的生產(chǎn)運(yùn)行體系是一個龐大的構(gòu)成體，其組成系統(tǒng)眾多，除運(yùn)輸系統(tǒng)外，還有通風(fēng)系統(tǒng)、抽采系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)等[2]，任何一個系統(tǒng)的改造都會對其他系統(tǒng)造成很大影響，矸石運(yùn)輸系統(tǒng)更是如此。

因此，不建議某些生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)薄弱的礦井進(jìn)行矸石運(yùn)輸方式改造，如潞寧煤業(yè)、漳村煤礦、高河能源、古城煤礦、阜生煤業(yè)，況且漳村煤礦、高河能源保有儲量的服務(wù)年限不足7 a，已無改造的必要性。

4 結(jié) 語

從調(diào)研的14座礦井來看，適合進(jìn)行煤矸井下智能分選試驗的礦井為常村煤礦，適合煤矸井下分裝分運(yùn)方案的礦井為李村煤礦、王莊煤礦、李陽煤業(yè)、余吾煤業(yè)、孟家窯煤業(yè)，適合煤矸井下錯時運(yùn)輸方案的礦井為五陽煤礦、一緣煤業(yè)，不建議矸石運(yùn)輸方式改造的礦井為潞寧煤業(yè)、漳村煤礦、高河能源、古城煤礦、阜生煤業(yè)。

“綠色開采，循環(huán)經(jīng)濟(jì)”定為煤礦企業(yè)發(fā)展的趨勢，潞安集團(tuán)公司下一步將選擇常村煤礦進(jìn)行井下煤矸分離試驗，并與充填開采相結(jié)合，打造矸石不升井的綠色開采楷模。