薄煤层不再是煤炭开采源的“鸡肋”

中国能源报 2013/04/04

        我国薄煤层资源丰富,储量占全国煤炭储量的20%以上。但由于薄煤层开采难度大、投入产出比低等原因,不少煤矿为了追求高产和高利润,将薄煤层搁置,造成薄煤层赋存煤炭采出率低。随着煤矿开采强度的增大,合理开发与利用薄煤层逐渐提上日程。
  
  开采前景相当可观
  
  过去,成本高效益低开采难度大,薄煤层被冷落,同时也因其丰富的储量,和较好的煤质,被人们所念念不忘,成为煤炭储量中"食之无味,弃之可惜"的"鸡肋"。
  
  我国将厚度小于1.3米的煤层划分为薄煤层。业内人士告诉记者,薄煤层空间狭小,使得设备安装、维护和操作比较困难,工人劳动强度大。加上工人工作空间小,瓦斯排放也比较困难。此外,薄煤层开采推进速度比较快,采掘接替比较紧张,相对于中厚煤层,薄煤层产量低;并且,开采受煤层厚度变化和复杂地质条件影响明显,因此成本比较高。
  
  由于上述原因,薄煤层采煤机械化程度和工作面单产和效率较低,造成薄煤层大量积压未采现象,有些矿井甚至采用了采厚丢薄的开采方式。相关数据显示,薄煤层采出量仅占全国总产量的10.4%。
  
  随着煤矿开采强度的增大,我国近半数以上产煤区已经属于资源匮乏区,厚煤层与中厚煤层的可采储量日益萎缩。而采厚丢薄的开采方式,不仅造成浪费,还留下不少安全隐患。
  
  数据显示,在已探明矿区中,超过85%以上的矿区均有薄煤层分布。薄煤层分布广泛,一些省份的薄煤层所占比重比较大,如安徽省占72%,四川省占51.8%,山东省占43.9%,贵州省占37.2%。这块诱人的"鸡肋",开采前景可观。
  
  机械化开采是趋势
  
  薄煤层赋存条件不稳定,工作面开采受高度限制、破岩及装备等因素影响,造成薄煤层开采难度大。开采的特殊性,使得薄煤层机械化开采发展较为缓慢。
  
  我国厚煤层及中厚煤层开采已经基本实现了机械化,逐渐向自动化方向发展。据了解,对薄煤层开采,相当一部分矿区还在采用传统的炮采,或者开采工艺的机械化程度较低,工作面产量小效益差,工人劳动强度大,安全也没有保障。
  
  随着国家及对薄煤层开采重视程度的提高,我国薄煤层机械化开采技术与装备开始快速发展。专家表示,目前,我国已经基本解决了近水平及倾斜1米以上薄煤层的机械化开采问题,其中高效开采问题还没有得到完全解决。实现薄煤层安全高效开采,根本出路在于机械化。
  
  据介绍,目前国内外薄煤层机械化开采主要集中于近水平及缓倾斜煤层。长壁综合机械化开采、螺旋钻机开采和连续采煤机房柱式开采,是较为成熟的工艺。近年来,不少矿区为实现薄煤层全自动开采,进行积极的探索。
  
  铁法能源公司小青矿W-703工作面是我国第一个薄煤层全自动开采工作面,填补了国内薄煤层高产高效机械化开采的空白。本报记者从铁法能源公司了解到,铁法矿区探明煤炭储量22.59亿吨,其中薄煤层储量为6.2亿吨,占矿区煤炭储量的26%。
  
  小青矿相关负责人告诉记者,如果采用薄煤层长壁机械化开采难度大,投入产出比高,经济效益差。采用传统的炮采工艺,产量低、工人劳动强度大,还不能保证安全。如果放弃不采,又造成资源的极大浪费,缩短矿井的服务年限。
  
  记者进一步了解到,为安全、高效开采薄煤层资源,铁法能源公司进行了广泛调研、科学论证,采用多种先进技术集成和配套整合创新,最终成功实施了从德国进口核心技术与国产配套技术相结合的方案。此外,对国内无法加工制造的刨头及驱动系统、电气控制系统等核心技术及装备进行引进,而与之相配套的液压支架等设备均由国内设计配套。经过探索,我国第一套薄煤层刨煤机组终于实验成功。
  
  2000年,该机组在小青矿W-703工作面成功投入使用,使我国成为继德国、美国之后,世界上第三个拥有这种先进开采技术的国家。在22个薄煤层工作面推广应用后,已经创造了刨煤机最高日产9126吨,最高月产16.5万吨的记录。
  
  保护资源渐成共识
  
  2012年12月24日,国家发改委发布《生产煤矿回采率管理暂行规定》(以下简称《规定》),并于今年1月9日起施行。《规定》要求,应当根据地质条件和煤层赋存状况,选择合理的采煤方法,不得吃肥丢瘦、浪费煤炭资源。矿井开采煤层群时,应当按照由上而下的顺序进行开采,不得弃采薄煤层。
  
  《规定》要求:井工煤矿煤层厚度小于1.3米的采区回采率必须大于85%,露天煤矿煤层厚度小于1.3米采区回采率必须大于70%。不少矿井已经开始部署落实,记者从开滦集团了解到,该集团总经理裴华在集团2013年经济工作会议上明确要求:"加强薄煤层开采技术研究,探索出适合开滦薄煤层的低成本、安全高效的开采模式。"
  
  山东兖矿集团北宿矿是一个薄煤层老矿井,该矿在管理上做文章,"投入大、产出小,利润空间狭小,要想提高经济效益,就必须精打细算,算好节约挖潜帐,努力实现管理创造价值。"北宿矿党委书记张勇表示。记者了解到,今年1-2月,通过对地面拣选、半煤岩巷道实施分打分装工艺,累计多回收煤炭1.3万吨。
  
  此外,记者从淮南矿业集团了解到,为有效地治理瓦斯,淮南矿区打破传统的自上而下的煤层开采程序,在煤层群中选择突出危险性较弱的薄煤层作为保护层首先开采,并且强制规定厚度大于0.8米的保护层必须开采。
  
  作为已开采53年的老矿井,冀中能源峰峰集团薛村矿,在二采区94702薄煤层工作面采用薄煤综采远程自动化开采,解放出500多万吨煤炭,直接延长5年矿井服务年限,同时消除了瓦斯突出危险。二采区区长陈侠表示:"通过实施薄煤自动化开采,资源回收率由68%提高到98%,原来每班需要30人的工作面,现在每班最多需要8人。"

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