我國薄煤層資源豐富,儲量占全國煤炭儲量的20%以上。但由于薄煤層開采難度大、投入產出比低等原因,不少煤礦為了追求高產和高利潤,將薄煤層擱置,造成薄煤層賦存煤炭采出率低。隨著煤礦開采強度的增大,合理開發與利用薄煤層逐漸提上日程。
開采前景相當可觀
過去,成本高效益低開采難度大,薄煤層被冷落,同時也因其豐富的儲量,和較好的煤質,被人們所念念不忘,成為煤炭儲量中“食之無味,棄之可惜”的“雞肋”。
我國將厚度小于1.3米的煤層劃分為薄煤層。業內人士告訴記者,薄煤層空間狹小,使得設備安裝、維護和操作比較困難,工人勞動強度大。加上工人工作空間小,瓦斯排放也比較困難。此外,薄煤層開采推進速度比較快,采掘接替比較緊張,相對于中厚煤層,薄煤層產量低;并且,開采受煤層厚度變化和復雜地質條件影響明顯,因此成本比較高。
由于上述原因,薄煤層采煤機械化程度和工作面單產和效率較低,造成薄煤層大量積壓未采現象,有些礦井甚至采用了采厚丟薄的開采方式。相關數據顯示,薄煤層采出量僅占全國總產量的10.4%。
隨著煤礦開采強度的增大,我國近半數以上產煤區已經屬于資源匱乏區,厚煤層與中厚煤層的可采儲量日益萎縮。而采厚丟薄的開采方式,不僅造成煤炭資源浪費,還留下不少安全隱患。
數據顯示,在已探明礦區中,超過85%以上的礦區均有薄煤層分布。薄煤層分布廣泛,一些省份的薄煤層所占比重比較大,如安徽省占72%,四川省占51.8%,山東省占43.9%,貴州省占37.2%。這塊誘人的“雞肋”,開采前景可觀。
機械化開采是趨勢
薄煤層賦存條件不穩定,工作面開采受高度限制、破巖及裝備等因素影響,造成薄煤層開采難度大。開采的特殊性,使得薄煤層機械化開采發展較為緩慢。
我國厚煤層及中厚煤層開采已經基本實現了機械化,逐漸向自動化方向發展。據了解,對薄煤層開采,相當一部分礦區還在采用傳統的炮采,或者開采工藝的機械化程度較低,工作面產量小效益差,工人勞動強度大,安全也沒有保障。
隨著國家及煤炭企業對薄煤層開采重視程度的提高,我國薄煤層機械化開采技術與裝備開始快速發展。專家表示,目前,我國已經基本解決了近水平及傾斜1米以上薄煤層的機械化開采問題,其中高效開采問題還沒有得到完全解決。實現薄煤層安全高效開采,根本出路在于機械化。
據介紹,目前國內外薄煤層機械化開采主要集中于近水平及緩傾斜煤層。長壁綜合機械化開采、螺旋鉆機開采和連續采煤機房柱式開采,是較為成熟的工藝。近年來,不少礦區為實現薄煤層全自動開采,進行積極的探索。
鐵法能源公司小青礦W-703工作面是我國第一個薄煤層全自動開采工作面,填補了國內薄煤層高產高效機械化開采的空白。本報記者從鐵法能源公司了解到,鐵法礦區探明煤炭儲量22.59億噸,其中薄煤層儲量為6.2億噸,占礦區煤炭儲量的26%。
小青礦相關負責人告訴記者,如果采用薄煤層長壁機械化開采難度大,投入產出比高,經濟效益差。采用傳統的炮采工藝,產量低、工人勞動強度大,還不能保證安全。如果放棄不采,又造成資源的極大浪費,縮短礦井的服務年限。
記者進一步了解到,為安全、高效開采薄煤層資源,鐵法能源公司進行了廣泛調研、科學論證,采用多種先進技術集成和配套整合創新,最終成功實施了從德國進口核心技術與國產配套技術相結合的方案。此外,對國內無法加工制造的刨頭及驅動系統、電氣控制系統等核心技術及裝備進行引進,而與之相配套的液壓支架等設備均由國內設計配套。經過探索,我國第一套薄煤層刨煤機組終于實驗成功。
2000年,該機組在小青礦W-703工作面成功投入使用,使我國成為繼德國、美國之后,世界上第三個擁有這種先進開采技術的國家。在22個薄煤層工作面推廣應用后,已經創造了刨煤機最高日產9126噸,最高月產16.5萬噸的記錄。
保護資源漸成共識
2012年12月24日,國家發改委發布《生產煤礦回采率管理暫行規定》(以下簡稱《規定》),并于今年1月9日起施行。《規定》要求,煤礦企業應當根據地質條件和煤層賦存狀況,選擇合理的采煤方法,不得吃肥丟瘦、浪費煤炭資源。礦井開采煤層群時,應當按照由上而下的順序進行開采,不得棄采薄煤層。
《規定》要求:井工煤礦煤層厚度小于1.3米的采區回采率必須大于85%,露天煤礦煤層厚度小于1.3米采區回采率必須大于70%。不少礦井已經開始部署落實,記者從開灤集團了解到,該集團總經理裴華在集團2013年經濟工作會議上明確要求:“加強薄煤層開采技術研究,探索出適合開灤薄煤層的低成本、安全高效的開采模式。”
山東兗礦集團北宿礦是一個薄煤層老礦井,該礦在管理上做文章,“投入大、產出小,利潤空間狹小,要想提高經濟效益,就必須精打細算,算好節約挖潛帳,努力實現管理創造價值。”北宿礦黨委書記張勇表示。記者了解到,今年1-2月,通過對地面揀選、半煤巖巷道實施分打分裝工藝,累計多回收煤炭1.3萬噸。
此外,記者從淮南礦業集團了解到,為有效地治理瓦斯,淮南礦區打破傳統的自上而下的煤層開采程序,在煤層群中選擇突出危險性較弱的薄煤層作為保護層首先開采,并且強制規定厚度大于0.8米的保護層必須開采。
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