潞安集团井下矸石运输提升分析探究

宋艳鹏

(潞安环能股份公司 上庄煤业，山西 长治 046205)

1 潞安集团各矿井井下矸石运输提升的现状

1.1 井下矸石的分类

从矸煤混杂程度来看，可将矸石分为全矸和混矸两大类。全矸主要指掘进全岩巷道过程中产生的矸石，这种矸石夹杂煤炭率很低，通常以全矸论处。混矸是指采出的煤炭中夹杂着的矸石，这种矸石多来源于半煤岩巷掘进、回采面煤层夹矸、回采面过构造、放顶煤岩顶冒落等。

全矸的特点为含煤率很低，可不经洗选直接排至矸石场进行处理；混矸的特点为矸石夹杂在煤炭中，需经选矸工艺处理后才可将矸石从煤炭中筛分出来。

1.2 各矿井井下矸石提升现状

从目前摸底情况来看，集团所有矿井混矸均是通过主运输系统进行提升，而后进入选矸车间；全矸的提升分为两种，主运输系统方式和辅助运输系统方式。

由于主提升系统具有连续性、稳定性、快捷性等特点，故绝大多数矿井全矸都是通过主运输系统提升的；就目前掌握的统计数据来看，只有2座矿井是通过副井进行全矸提升，孟家窑煤业和黑龙煤业，究其原因为全矸量过大，影响煤质质量。

2 主运输系统提矸与矿井核定能力的关系

2.1 关于对矿井核定能力认识上的争议

矿井核定能力究竟以毛煤年产量(即矿井主提升量)为衡量标准，还是以原煤年产量(毛煤经去除规定粒度矸石后的煤炭量)为衡量标准，目前尚存争议。从矿井设计和安全的角度来看，以毛煤年产量进行衡量较为合宜，因为进行矿井设计时，是以规划产能为计算依据反向确定提升能力，考虑到矿井生产和运输的不均衡性，会留有一定的富裕系数，但一般不考虑矸石提升因素；但是，目前政府监管部门对矿井的超能力检查多是以原煤年产量为检查标准，而不是毛煤年产量。

为与政府监管部门保持一致，也为了追求更高的经济效益，我们姑且以原煤年产量作为衡量产能超否的评判标准。

2.2 主运输系统提升全矸对矿井超能力生产的影响

根据前文所述，矿井核定产能是以原煤年产量为衡量标准，即毛煤选矸处理后的煤炭量，并不含选矸车间所选出的矸石量，故当矿井全矸量极少时，主运输系统提升全矸对超能力生产的影响微乎其微。

从统计数据来看，除孟家窑煤业和黑龙煤业外，其余矿井的全矸与矿井提升量的比重均控制在0～2.1%范围内，也正因如此，绝大多数矿井的全矸才会选择主井提升。

2.3 主运输系统提升混矸对矿井超能力生产的影响

受集团公司回采率要求等影响，采用放顶煤工艺的矿井的毛煤中混矸量较大，少数矿井(如黑龙关煤业)混矸率甚至达到了35%以上。受选矸工艺的限制，混矸的选捡率只能达到约7%，即原煤中仍含有28%的矸石。因此，混矸对矿井超能力生产的影响较大。

3 主运输系统提矸与产能提升的关系

一座矿井的生产运行体系是一个庞大的构成体，其组成系统众多，除运输系统外，还有通风系统、抽采系统、排水系统、压风系统、供电系统、洗选系统等，矿井产能能否提升取决于所有系统中的能力最小者。

从目前的统计数据来看，由于主提升能力受限造成不能提升产能的矿井只有2座，司马煤业和常村煤矿。司马煤业核定产能为300万t/a，矿井的最大年提升能力为390万t，刨除约40万t的可选捡矸石，矿井原煤年生产总量最多为350万t，产能提升空间较小；常村煤矿情况类似。

其余矿井主运输系统的富裕系数较大，均不影响产能提升。

4 提矸方式的选择原则

提矸的两种途径(主运输系统和辅助运输系统)究竟哪种方式更为合理，要视情况而定：

1) 全矸和混矸均通过主运输系统提升。当井下全矸量较小，且矿井主提升能力富余时，为提高生产效率，通过主运输系统提矸较为合理。

2) 混矸通过主运输系统提升，全矸通过辅助运输系统提升。当井下全矸量较大时，为降低选矸车间的运行负荷，解放主提升系统的部分能力，采用辅助提升系统提全矸、主提升系统提半矸的方式较为合理，如黑龙煤业、孟家窑煤业。

3) 全矸和混矸均通过辅助运输系统提升。当主提升系统能力制约矿井产能提升时，可考虑在井下建立煤矸分离系统，将分离出的矸石汇入全矸运输系统中，再通过辅助运输系统提升至地面。目前集团公司范围内，尚无矿井采用这种模式。

5 各矿井井下矸石提升方式评价

5.1 各矿井矸石提升方式的评价

根据提矸方式的选择原则，在不考虑产能提升的前提下，集团公司所有矿井的提矸途径均合理有效。但是，若考虑能力提升，则常村煤矿和司马煤业的提矸方式就尚需优化。

5.2 常村煤矿和司马煤业矸石提升的优化方案

由于常村煤矿和司马煤业井下所有矸石均为通过主运输系统进行提升，为提高主运输系统的有效提升率，可考虑采用副井进行全矸提升，主井进行混矸提升。但鉴于两矿全矸量占矿井毛煤量的比重并不大，因此，提高主井提升有效率的根本途径为先在井下将混矸从煤炭中分离出来，与全矸共同通过辅助运输系统提升至地面。这样可大大解放主提升系统能力，进而提高主井提升的有效率。

综上所述，虽主井提升全矸对矿井超能力生产影响甚微，但主井提升混矸对矿井超能力生产的影响巨大，并且还会占用主提升系统的能力。因此从长远的角度考虑，为响应国家“绿色开采，循环经济”的发展理念，井下煤矸分离定会成为煤矿企业未来发展的趋势，况且这种模式在我国一些矿区(如新汶)已经得到了实现。

集团公司可选择1～2座矿井进行井下煤矸分离试验，并与充填开采相结合，如果试验后技术可行、安全可靠、经济合理，可在集团公司范围内大力推行，为实现绿色矿山奠定坚实基础。