在许多煤炭企业纷纷走出去“跑马圈地”扩张煤炭资源的形势下,冀中能源邯矿集团则眼睛向内,盯住“边角煤、薄煤层、下组煤、建下压煤”这些现有资源,展开科技攻关,通过边角煤复采、沿空留巷、建下充填等技术实践,在现有条件下找煤扩量,仅此一项,增加煤炭可采储量5477万吨。提高了煤炭回收率,减少了资源损失,延长了矿井寿命。
摸清家底,“找米下锅”
邯郸矿区是五十年代国家投资重点勘探建设的矿区之一。经过半个世纪的开采,尤其是上世纪八、九十年代地方煤矿、个体小煤矿的无序开采、吞食破坏,浅部可采资源所剩无几,资源严重枯竭。邯矿集团下属的阳邑矿、康城矿、陶一矿3个矿井剩余服务年限不足5年。陶二矿、云驾岭矿、郭二庄矿业公司和亨健矿业公司4个矿井所剩余的实际可采储量处于矿井的边缘和深部地段,开采相对困难,属资源中度危机型矿井。
与此同时,各生产矿井经过多年开采,形成许多采空区和报废区,这些地区仍残留大量煤炭资源,主要是开采留底煤、阶段煤柱、采区煤柱、设计损失边角煤、建下压煤、小窑局部破坏等。由于这部分资源的生产系统基本保留或较易恢复,因此,这些残留资源仍有很大开采价值。
为摸清报废地区剩余资源数量、分布和可采储量,为开采这一部分资源提供设计依据,邯矿集团研究决定,在全公司范围内进行报废地区剩余资源调查工作。从2007年11月开始,至2008年2月,组织各矿技术力量,用了5个月时间,对全矿区主采2#煤层报废地区的34个采区、198个储量块数的剩余资源储量进行了详查。并对这些储量块段的丢煤原因、资源状态进行了简要分析,对残留资源复采或开采的可采性进行了综合评价,编制形成了《矿井报废地区剩余资源储量调查报告》。
结果显示,邯矿集团7个矿井报废地区这部分剩余资源的煤炭地质储量为6048.08万吨,可采储量2164.14万吨。而截至2008年底邯矿集团邯郸矿区的煤炭地质储量为亿吨;可采储量仅有1.2亿吨。由此可见,如何将这部分报废地区剩余资源挖出来,对于提高资源回收率,延长邯郸矿区个矿井的服务年限,有着非常重大的意义。
政策激励,复采“边角煤”
为提高煤炭资源回收率,2008年初,邯矿集团把小煤窑破坏区域、采空区丢煤、阶段煤柱、残留煤柱以及地质水文损失等边角煤储量,在确保安全生产的前提下深挖资源潜力。为此,该公司将“边角煤复采”作为今年集团公司一项技术攻关项目,成立了由公司副总工程师为组长的技术攻关小组,并制定回收任务目标,签订了责任状。为调动各矿提高资源回收率的积极性,公司专门下达了《关于奖励2008年技术攻关及新技术推广项目的通知》,公司规定,每回收一吨边角煤从科技基金中提取1元奖励有关技术和管理人员,按季进行考核兑现。
康矿公司属资源枯竭型矿井,上部煤层已无正规采面,接替的下组煤2009年才能出面,如何在矿井接替期间维持千余名职工的正常生计,该公司把“惜煤如金”作为生存理念,大胆创新、勇于挖潜,综合运用边角煤开采技术,在已核销资源的复采区、小窑破坏区安全开采边角煤100多万吨,使矿井2#煤可采煤量回收率达到95%以上,资源回收率位于全国同煤炭行业的前列,并因此延长矿井服务年限三年以上。这公司也荣获“全国矿山资源合理开发利用先进矿山企业”殊荣。1996年已被国家核销生产能力的阳矿公司,不断优化工作面设计,按照先近后远、先上后下、先周围后中央的开采原则,在残采面上唱大戏,采用沿空送巷、P型和T型开采等新技术实施精采细采,使工作面资源回收率提高到99%,矿井资源回收率达到了99%。2008年对上世纪八十年代的一个采面进行复采,回收资源18.3万吨。
此外,陶二矿、亨健公司也分别对阶段煤柱、上下山煤柱等资源进行了复采。据邯矿集团总工程师孙春东介绍,2008年,邯矿集团成功回收边角煤108万吨,占全年公司总产量的17.6%。
突破“禁区”,挥师“建下”
长期以来,薄煤层开采被视为邯矿集团的采煤“禁区”。而去年一年,邯矿集团也正是依靠科技攻关,成功在薄煤层采煤56.8万吨。
邯矿集团井田范围内的薄煤层厚度大多在0.7米-1.3米之间,因地质构造复杂,煤层厚度分布不均,加之断层多、顶板破碎及灰分高等因素,不仅开采难度大,成本较高,产量仅有正常煤层的三分之一。多年来,除个别矿进行试验性开采外,大多矿都放弃开采。据有关部门勘探测定,全公司薄煤层可采储量2372万吨。
为延长矿井寿命,促进煤炭生产健康、持续稳定发展,去年邯矿集团把薄煤层开采列为全年的一项重点攻关课题,成立了专门技术攻关小组,确定了郭矿公司2201、陶二矿1182两个工作面作为试验区,经过深入研究和现场测算,公司制定了一套科学合理的采面机组、溜子、支架“三机”配套开采方案,并针对实际地质情况,与北京煤科院合作研制了两套对综采支架进行改进,投入5000万元制作了200架薄煤生产小架子。郭矿公司采二区克服工作面断层多、两巷压力大、涌水量大等困难,狠抓现场管理和工程质量的提高,促进生产正规循环,工作面最高月产4万吨。首次开采一号煤薄煤层的陶二矿,自去年元月正式开采后,本着边生产、边改进的原则,不断优化生产工艺,努力提高单产水平,工作面产量由年初时的日产300吨,提高到了600吨。进入2009年后,邯矿集团以点带面,推广经验,进一步扩大了薄煤层开采范围。
“村庄、铁路、水体”这“三下开采”历来是煤矿开采中的一大难题。在邯郸矿区井田范围内这部分煤炭资源达1.2亿吨。由邯矿集团和中国科大合作实施的高水材料巷旁充填沿空留巷技术2007年在该公司陶一矿试验获得成功后,2008相继在郭矿公司、陶一矿、亨健公司进行推广,全公司去年完成高水材料巷旁充填沿空留巷1500米,此举在增加5万吨煤炭产量的同时,还成功解决了工作面上隅角的瓦斯治理难题。随后,邯矿集团又将高水材料充填技术应用于解放建下压煤这一领域。邯矿集团与中国矿大合作,率先在陶一矿确定了一个走向长度50米、倾斜长度220米、储量6万多吨的工作面作为充填试验工作面,设计主要充填原料为超高水速凝材料和矿井水,对这项技术进行调研论证。2008年,陶一矿超高水材料建下充填开采试验面推采190米,采出煤炭7万吨,累计采出体积为44464立方米,累计充填体积为39766立方米,充填率为82%。冀中能源集团副董事长、副总经理刘建功,到陶一矿了解高水材料充填试验面进展情况时指出,高水材料充填技术是煤炭行业提高回采率的新技术,是冀中集团的立项科技项目,如果试验成功将为陶一矿解放建下压煤300多万吨,为邯矿集团解放建下压煤3000多万吨,为冀中能源解放建下压煤4亿多吨。
此外,邯矿集团郭矿公司与河北工程大学共同实施的《郭二庄矿铁路下大倾角仰斜旋转开采技术研究》项目,多采出铁路压煤24.3万吨,创直接经济效益1500多万元,为在铁路下、软煤层大倾角等多种复杂条件下实现综合机械化采煤积累了宝贵经验。