综放工作面提高资源回收率的综合措施研究与应用

文/唐召信

综放工作面提高资源回收率的综合措施研究与应用

文/唐召信

中煤集团大屯公司姚桥煤矿井田面积56.7平方公里，地质储量4.7亿吨，可采储量2.3亿吨，经过35年的不断开采，目前剩余可采储量1亿吨。在煤炭资源日益减少的情况下，姚桥煤矿按照上级集团公司提出的“向断层要煤、向采煤方法要煤，创新采煤工艺，节约煤炭资源，延长矿井服务年限”和“提高资源回采率和精煤回收率，大力发展循环经济，开采小块段边角煤，将资源‘吃干榨尽’”的工作要求，结合实际，积极开展技术创新，通过反复研究试验，实现了在动用相同煤炭储量的情况下，可提高12.1%的煤炭资源回收率，社会经济效益显著，矿井走出了一条可持续发展之路。

一、制约煤炭资源回收率低的问题分析

煤炭资源属于不可再生的矿产资源，而资源的回收率一直是国内外煤矿比较关注的问题，综放回采工艺虽然在提高产量、效率方面具有一定的优势，但在资源回收的环节上存在一些难点，造成了部分煤炭无法回收，主要表现在两道顶煤无法回收；机头、机尾过渡架上网段顶煤丢失；放煤工责任心不强，造成放煤不净；后溜老塘空间丢煤等。

二、提高煤炭资源回收率的对策与措施

姚桥煤矿针对多年来综放回采工艺的资源回收难点问题，成立专门的科研攻关小组，通过管理创新、技术创新和工艺创新，创造性地开展工作，反复调研、论证和实践，积极采取有效措施，做精做细基础工作，有效提高了综放工作面的资源回收率。

1.采取综合措施，强化监督考核，严格过程控制

姚桥煤矿加强生产环节的过程控制，制定资源回收的管理制度和管理流程，采取每天对上一个圆班的产量、灰分、进尺等生产数据进行统计，分析刀煤产量及灰分高低，研究其产生的原因，并将分析结果及时反馈区队，及时调整生产工艺。同时，还把工资结算方式由过去的推进度算工资改为以放煤量算工资的管理办法，改变基层单位一味追求进尺，而不重视放煤工作的旧思想。通过实施各职能科室联责考核，加强工作面放煤技术的管理，加大放煤考核力度，对放煤情况进行动态检查等一系列举措，消除了因管理不到位而造成的丢煤现象，资源的回收率提高了6.2%左右。

2.加大设备投入力度，推广应用新型端头放煤支架及过渡支架

姚桥煤矿在合理选择液压支架架型的基础上，积极推广应用新型端头放煤支架及过渡支架，很大程度地改善了两端头三角区的支护问题，并在支架后通过铰网放煤，不但能将端头支架上的顶煤放出，还能将巷道上下出口顶板上的部分顶煤放出，有效提高了巷道顶煤及上下出口三角煤的回收。实践证明，可提高2.5%左右的回收率。

图1 没安装煤炭置换体时煤炭回收情况

3.坚持技术创新，研制应用煤炭置换回收器，减少资源丢失

（1）煤炭资源回收器的设计原理。在生产过程中，经调研发现，当老塘放完煤、移完后溜后，在后溜和老塘之间遗留一定空间（如图1所示），当移架放煤时该空间被充填，充填物为煤矸混合物（煤约为2/3)，无法回收。因此，姚桥煤矿针对这一问题研制煤炭置换回收器，利用该装置提前充填遗留空间（如图2所示），使后溜和老塘之间无法存留煤炭，有效地减少了煤炭资源丢失。煤炭置换回收器通过在矿井7711工作面的试用，效果显著，可提高煤炭资源回收率3.4%左右。

（2）煤炭置换回收器的结构原理。根据充填遗留空间的思路，用8mm钢板焊成长1450mm、宽700mm和溜槽等高的箱体形式的煤炭置换回收器，向煤壁侧带有5°倾角，有利于碎煤流淌，煤炭置换回收器规格和溜槽相同，连接在后溜老塘侧的一边，随后溜一起向前移动，并始终占据着后溜与采空区之间的遗留空间，使移架后老塘冒落的煤矸无法进入到该空间，而落在煤炭置换回收器上的煤炭也会在一定外力作用下，流向后溜内，达到回收顶煤的目的。

（3）煤炭置换回收器的优点。一是，煤炭资源回收器一次投入后，不易损坏，可重复安装使用，方便拆除安装。同时，煤炭资源回收器安装到位后，不需再增加人工和工作量、不需维护、不妨碍其他设备使用，有效提高了工作面的回收率；二是，在同样的产量下，有效减少了老塘丢煤，有效减轻了老塘防灭火的威胁，降低了防灭火成本，减少了推进度和工作量，并一定程度上缓解了采掘接续紧张的局面；三是，增加了原煤采出，提高了经济效益，延长了矿井服务年限。

图2 安装煤炭置换体后煤炭回收情况

三、提高资源回收率的理论分析

通过采取以上措施，姚桥煤矿采煤工作面回采率有了大幅提高，数据分析如下：以姚桥煤矿7711工作面为例，煤厚平均5.8米，工作面倾斜长186米，刀煤动用量为893吨。

1.使用新型端头支架及过渡支架放煤提高的回采率：

每刀煤2台端头支架放煤量为：2×1.5×0.6×（5.8－2.6）×1.38×2/3=5.3吨；

每刀煤4台过渡支架放煤量为：4×1.5×0.6×（5.8－2.3）×1.38＝17.4吨；

端头支架和过渡支架煤炭回采率提高比率为：（5.3＋17.4）÷893×100%＝2.5%。（式中，1.5—支架宽度；0.6—放煤步距；1.38—煤的比重；2/3—遗留空间2/3的煤炭；2.6/2.3—分别为采高）

2.煤炭置换回收器所提高的回采率：

每刀煤煤炭置换回收器多回收煤炭：186×0.3× 0.6×1.38×2/3＝31吨。

该装置煤炭回采率提高比率为：31÷893×100%＝3.4%。

3.通过加强现场放煤管理，调整生产工艺，严格过程控制，加大考核力度等综合措施，可提高煤炭回采率6.2%。

综上所述，2.5%+3.4%+6.2%=12.1%。即通过采取一系列综合管理措施，不断进行管理创新、技术创新、工艺创新，加强煤炭资源回收管理，姚桥煤矿资源回收率提高了12.1%左右，即按年产量445万吨计算，在动用相同储量的情况下，一年可多回收约53万吨的煤炭资源，三年就可以少动用一个150多万吨的综采工作面，可达到数亿元的产值，经济效益和社会效益十分可观，实现了矿井的绿色开采和资源的合理开发。

（作者系中煤集团大屯公司姚桥煤矿矿长）

（责任编辑：周琼）