宁洋煤矿翠屏山组煤层开采技术分析

钟联强

摘  要：随着矿井开采的不断延伸，资源逐渐枯竭，如何缓解储量不足及生产接续紧张局面，保持矿井持续良性开采和资源节约集约综合利用，成为煤矿急需解决的发展难题。面对诸多不利因素，宁洋煤矿近年来主要是通过对翠屏山组4#、8 #薄煤层的开采，积极探索翠屏山组煤层开采的新途径，尽可能地加大翠屏山组煤层开采力度，解决煤层掘进和开采的技术难题，降低开采成本，有效的调动了矿井开采翠屏山组煤层的积极性。

关键词：极薄煤层;储量;开采

分类号：D631.6

一、宁洋煤矿概况

宁洋煤矿始建于1989年，矿区面积8.6032平方公里，生产规模21万吨/年，矿井主要开采煤层为童子岩组22#、21#煤层，随着矿井开采的不断延伸，主采煤层资源逐渐枯竭。但在矿井开拓过程中，发现矿区内翠屏山组4#、8#煤层储量可观，根据2007年9月福建省121煤田地质勘探队提交的《福建省宁洋煤矿生产勘探地质报告》及省国土资源评估中心以闽国土资源储评字【2012】149号（矿产资源储量评审意见书），矿井至2012年6月保有储量为568.3万吨，其中22#（122b+333）为365.3万吨，新增翠屏山组4#、8#煤层122b级为90.2万吨，334级为112.8万吨，4#、8#总储量（122b+334）为203万吨。

宁洋煤矿是个构造复杂的矿井，矿区内构造形态为一向西倾的波状起伏的向、背斜褶曲。地层总体北北东向，主要发育有F0、F4、F8断层。煤层厚度变化大，尤其是翠屏山组4#、8#煤层，其厚度受后生构造的改造后破坏，煤岩层发生强烈的形变，形成特殊构造形态，受挤压作用变成为薄及极薄煤层，主要特性：

4#顶板为泥岩，含植物碎屑化石，底板为泥质砂岩，含豆状泥质结核。简单结构， 4#煤层可采率约60%，为不稳定煤层第二种，厚度在0.5～1.0m，平均厚度0.65m，煤层倾角18～60°，平均45°，煤质为富灰、中硫、低磷、中发热量的无烟煤。

8#顶板为砂质泥岩，含植物碎屑化石，底板为泥质砂岩，含植物根茎化石。简单结构， 8#煤层可采率约65%，为不稳定煤层第二种，厚度在0.4～1.20m，平均厚度0.7m，煤层倾角15～65°，平均50°煤质为富灰、中硫、低磷、中发热量的无烟煤。

二、开采翠屏山组煤层的可行性、必要性分析

由于翠屏山组煤层均为薄及极薄煤层，且煤质较差，开采成本高，巷道万吨掘进率也高，人均工效低，以往在我矿开采较少。但是，随着煤炭资源不断紧缺，煤炭销售市场旺盛，翠屏山组4#、8#煤层开采也越来越得到重视。对翠屏山组煤层开采的可行性，必要性简要分析如下：

1.生产工艺的提高，对开采翠屏山组煤层提供可靠的技术保障;

2.翠屏山组煤层作为主采煤层的配采煤层，开采时能充分利用主要煤层现有的生产巷道、生产设施，如4#煤层与童子岩组21#煤层平均层间距约200米，掘一石门即可揭露，较为便捷;

3.翠屏山组煤层开采时虽然消耗定额较高，日效较低，但因其顶、底板岩性较好，周期来压一般缓慢，很少出现随采随冒事件，因此开采的安全性较高;

4.县龙晶选煤厂成立，为劣质煤炭销售市场提供平台。

5.开采翠屏山组煤层能使宝贵的资源不丢失，符合节约能源的大局，即可缓和生产接替紧张的局面，也能有效地延长矿井服务年限。

三、矿井对翠屏山组煤层开采提高资源节约与综合利用的主要做法

1.建立开采翠屏山组煤层激励机制，调动采煤队开采翠屏山组煤层的积极性

1.1翠屏山组煤层开采成本高，开采难度大，回采工效低，劳动强度大，为了调动采煤队伍开采翠屏山组煤层的积极性，该矿明确开采翠屏山组煤层的优惠政策，出台了《开采翠屏山组煤层承包优惠办法》、《关于翠屏山组煤层开采工资考核办法》，对承包开采翠屏山组煤层的施工队在上缴承包费时给予适当优惠，对工班按煤层的厚度来定采煤单价等级和完成计划指标任务的加价措施，确保采煤队平均工资不低于全矿采煤队工资，以提高工人采翠屏山组煤层的积极性。

1.2由于开采翠屏山组煤层回采工效低，单产不高，一工班月产量一般只在500-700吨，不适宜大队伍施工回采，为此在选择开采翠屏山组煤层采煤队伍时，本着少而精的原则，及时、精心组建施工队伍，同时采取经济上扶持、管理上規范、后勤保障、收入上保障等做法，充分调动采煤队伍的积极性。

1.3组织矿技术骨干开展技术分析和研究，对翠屏山组煤层开采方案开展技术和经济可行性论证，制定科学合理的施工方案，在施工过程中加强现场施工指导，降低投入风险。明确了地质找煤的奖励办法，按采出量0.5元/吨对个人进行奖励，提高了工程技术人员的地质找煤积极性，为寻找可供开采的翠屏山组煤层提供了量的保证。

2.加强地质前期工作，充分利用原有生产系统和巷道布置，选择科学合理的巷道布置方式，以降低万吨掘进率

由于翠屏山组煤层在原来的地质报告没有提供详细的报告，只有通过对以往已揭露的地质构造进行分析、现场资料的收集和地质资料分析，找出翠屏山组煤层的赋存状况比较正常稳定块段，以降低万吨掘进率，降低开采成本，做到有的放矢。2011年初，我矿生产技术部门认真分析310采区+180-4#煤层开采情况，确定F8下盘4#煤层赋存较为稳定，煤厚在0.3～0.9m左右。利用原有的21#石门运巷打145米左右的石门见4#煤层进行开采，2011年采该薄煤层4200吨。充分利用21#石门运巷进行综合开采降低万吨掘进率，并提高资源利用率及经济效益。

3.开展技术攻关，解决翠屏山组煤层掘进和开采的难题。

翠屏山组煤层开采难度大，表现为厚度薄、倾角大、掘进率高、工人劳动强度大等，造成工作面有效开采斜长变短，同时送料、通风困难，回采工效低，开采煤炭含矸率较高、开采效益差。为此该矿组织工程技术人员开展科技攻关，改进翠屏山组煤层的采煤方法和掘进工艺。

3.1组织工程技术人员深入现场，收集资料，集思广益，应用多种回采方法进行试验，总结出了适合翠屏山组煤层的开采方法----“树枝状采煤法”，即在煤层运巷每隔50米左右沿煤层正倾斜方向破眼50米---“主干”，两眼之间沿煤拉斜坡—---“分枝”，“主干”上部采用斜坡采煤法，“分枝”相互沟通，采用短壁推采，“主干”作为行人、送料、溜煤使用。经现场实践证实，该方法对于开采翠屏山组煤层技术上可行，经济上合理：一是增加工作面有效開采斜长，提高矿井资源回收率;二是便于行人、送料、出煤，改善了作业环境，减轻了回采工人的劳动强度，提高了回采工效;三是通过增加开采斜长，增加了开采煤量，降低了万吨掘进率，生产成本得到有效控制。

3.2成立科研小组，组织技术骨干，在翠屏山组煤层掘进巷道中，开展中深孔爆破试验，采用二次掏槽，实行分装分爆，并对炮眼布置、打眼、装药等工艺等进行改进，取得成功。一是提高了循环进尺，一茬炮进尺在1.8米以上;二是通过分装分爆，回收了掘进煤量，仅20120年度回收掘进煤1000吨，取得了较好的经济效益;三是降低了火工品消耗，单耗下降10%;四是提高了单进水平，员工的收入得到提高。

3.3优化开采方案，选择科学合理的巷道布置方式。首先，充分利用翠屏山组煤层顶板压力小的有利条件，采用沿煤掘进的巷道布置方式，边掘、边探、边采，避免无效进尺产生，有效降低了万吨掘进率。

四、开采极薄煤层取得主要成效及经验

矿井从18年度开始加大了对翠屏山组煤层的开采力度，针对地质储量报告实际情况，从310采区180平南翼掘进F8断层的上、下两盘全岩巷道1200米，通过开拓布置探巷的性质加大对翠屏山组煤层的开采力度。近三年总投资情况为：18年开拓176.7万元，19年生产主巷152.3万元，20年主巷、采准168.2万元，总计497.2万元。

1.开采极薄煤层取得主要成效

1.1极薄煤层开采取得量的突破，2018-2020年共采出煤量4.58万吨，占总产量的10.8%，煤炭不含税销售单价为560元/吨，收入达2564万元;

1.2区段下延速度得到有效控制，生产接替紧张局面得到缓和，实现了平稳接替;

1.3提高了矿井资源回采率，通过加强翠屏山组煤层配采的路子，延长矿区服务年限。

2.开采翠屏山组薄煤层取得主要经验

2.1矿领导重视是前提

各级管理人员要统一思想，提高认识，将合理有效开发利用翠屏山组煤层摆到突出位置，把各项制度、措施落到实处，积极推进翠屏山组煤层开发利用工作，确保了翠屏山组煤层回采率的提高。

2.2培育和树立职工的储量资源危机意识是基础

煤炭是不可再生的资源，煤炭生产矿井必然要经历由兴旺到衰老的过程。该矿历经五十多年开采，开采水平越来越深，煤层赋存条件变差。针对这种实际，该矿领导高度重视，要求全体干部、职工切实树立资源危机意识，转变观念，充分挖掘矿井内部潜力，发挥现有存量资源-临界可采煤层的作用，确保矿区生产“保规模，延年限”，造福企业员工。

2.3翠屏山组煤层开采利用政策扶持是关键

矿井、采煤队二个不同层次在翠屏山组煤层开采利用大目标上是一致的，但不同层次有不同追求，如何协调不同层次行动一致，特别是激发采煤队员工主动性是制订激励措施的要点，要采取经济上扶持、管理上规范、收入上保障等新做法，确保既定工作的实施。

2.4技术先行是达到预期目的的保证

翠屏山组薄煤层开采在地质分析、方案优化、系统简化、节省投资等方面都有很大的潜力，要重视发挥专业技术人员的作用，进行深入细致的分析、论证和审查，确保翠屏山组煤层开采的经济性。

五、结束语

煤炭是不可再生的宝贵资源，随着童子岩组主采煤层的储量减少和资源的日趋匮乏，翠屏山组煤层开采得以高度重视，近年来该矿根据企业自身发展和新形势下各方面发展的需要，结合煤层分布情况，通过积极探索翠屏山组煤层开采的新途径，采用新工艺加大对翠屏山组煤层的开采，有效地提高了翠屏山组煤层资源的开发和利用，提高了矿井资源的利用率。翠屏山组煤层开采工作成效显著，宁洋煤矿近三年来共计投入资金497.2万元，采出翠屏山组煤4.58万吨，增加矿产品收入2564万元，取得较好的经济效益和社会效益，为县域内其它煤矿企业开采翠屏山组煤层提供有效借鉴经验。

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