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合理开发与利用薄煤层

时间:2014/12/28 21:04:28

       
    我国薄煤层资源丰富,储量占全国煤炭储量的20%。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与技术的提高,合理开发与利用薄煤层逐渐被提上日程——
  何以待“薄” 可采储量中 薄煤占二成
  薄煤层看似薄,其开采意义却很“厚”。
  我国薄煤层资源丰富,分布面广,而且煤质好。据统计,全国薄煤层的可采储量占全部可采储量的20%。全国近80个矿区中的400多个矿井中,就有750多层为薄煤层。
  据中国煤炭机械工业协会理事长张勇介绍,现在薄煤层保有工业储量为98.3亿吨,截至2012年底,可采储量为61.5亿吨。其中,厚度在0.8米~1.3米的占86.02%,小于0.8米的占13.98%;0.8米~1.3米的缓倾斜煤层占73.4%,开采条件相对较好。一些地区薄煤层储量比重很大,例如,贵州省37%,山东省52%,四川省60%。
  尽管有较好的储存条件,但由于受“一大三低”(劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低)的影响,每年从薄煤层中采出的煤量仅占全国总储量的10%,而且还有继续下降的趋势。
  “产量与储量的比例严重失调,造成国家资源的浪费,矿井服务年限缩短。”张勇说。
  有业内专家表明,由于受工作面空间的限制,薄煤层一直是煤炭开采的薄弱环节,设备的能力、安装、检修、操作等均受到很大限制。此外,由于难以进行有效开采,部分条件极为复杂的薄煤层只能弃而不采,资源损失严重。
  因此,怎样在“夹缝里淘金、骨缝里剔肉”就成了业内一个重要的课题。
  一个薄字 三个难点
  虽然大家一致认准了薄煤层机械化开采这个方向,但由于开采煤层厚度小,与中厚及厚煤层相比,机械化开采也存在一些难题。薄煤层采高低、工作条件差、设备移动困难,尤其是综采工作面,当最小采高降到1.2米以下时,人员出入工作面及作业都非常困难。
  同时,薄煤层采煤工作面接替紧张。随着长壁机械化采煤技术的发展,工作面推进速度加快,但由于薄煤层工作面回采巷道为半煤岩巷,巷道掘进手段没有多大的变化,仍然是打眼放炮、人工装煤。由此,造成掘进速度慢,薄煤层综采工作面接替紧张。
  中国煤炭机械工业协会高级顾问许亚雄认为,煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层长壁工作面生产影响大,给薄煤层长壁综采或机采工作面布置带来困难。薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产出比高。经济效益远远不如开采厚及中厚煤层工作面。薄煤层综采工作面的设备投资大,单产和效率只有中厚煤层综采工作面一半左右。
  我国薄煤层开采一般采用人工炮采或长壁机械采煤两种方法。从人工炮采转为机械采煤,对于许多中小煤企来说,是一个华丽的转型。
  据山东省沂源县鲁村煤矿生产经理刘清海介绍,作为年设计生产能力15万吨、核定生产能力21万吨的煤炭生产企业,如何控制成本、提高产能、实现矿井的长治久安一直是他们追求的。现在,主管部门对煤炭生产企业要求越来越高、标准越来越严。小煤矿本身底子薄,所以,为了企业生存而追加的安全生产投入近年来迅速增长。人工炮采容易发生事故,而一次死亡事故就会让小煤矿倾家荡产,甚至无力生存。所以,他们从减少用工,提高产能,实现煤矿安全生产、清洁生产的角度出发,下定决心采用机械化采煤,使自己在日趋严峻的安全生产形势下有了一席立足之地。
  “煤炭企业人工成本已成为第一成本。煤炭行业进入‘严冬’、煤炭价格‘跳水’、产能严重过剩严重影响着煤炭企业。如果还采用人工炮采,对于企业的成本控制和招工都有大影响。”贵州省习水县泰龙煤业公司总经理陈永刚坦言。
  煤厚为标准 可走三条路
  专家建议,我国薄煤层机械化开采有三条路可走:对煤层厚度在1.5米~2.0米以上的,储存条件简单的缓倾斜式或倾斜煤层,应选择综合机械化开采;对煤层厚度在0.75米~1.5米以下的,应选用浅截深、速度快、适应性强的滚筒采煤机和单体支柱、刮板输送机组成的高档普采;而对煤层厚度在0.5米~0.7米以下的缓倾斜煤层,储存不复杂,顶底板稳定的,应选用爬底板采煤机。
  在具有30余年机采历史的湘煤集团宝源矿业公司,其煤层厚度为0.8米~1.5米,同一个工作面的煤层坡度就在10度到35度之间跨越,地质构造复杂。但在这种情况下,其焦煤年产量却从2004年的34万吨快速上升到如今的50万吨。宝源公司分管机电的副总经理袁建行一语道出了其中的秘诀:“面对困难的生产条件,通过加大技改投入,着力组织薄煤层高档普采机械化采煤技术攻关,取得了明显的经济效益。”据了解,宝源公司近年来先后购进4台电牵引薄煤层机组,成为其提产提效的“倍增器”。
  专家坦言,作为中小型煤矿的薄煤层开采,推行机械化采煤,实现高产高效目标不能急功近利,应优先推广高档普采工艺。这是在当前情况下,最可行的办法和理想选择。如果因地制宜,采用合理的开采方式,增加工作面长度,加快截深和切割速度,提高采掘自动化,薄煤层的开采前景还是十分光明的。
  对此,具有多年开采历史的陕西省延安市子长县兴旺煤矿就是很好的明证。该矿总工程师江国庆说,该矿从提高资源回收率、提高全员效率、提高安全系数出发,布置了高档普采工作面。薄煤层机械化成套设备应用攻关成功后,该矿取得了明显的经济效益。他们购进了电牵引薄煤层机组,高档普采比炮采效率提高两倍以上,大大降低了工人的劳动强度。
  薄煤层开采的复杂性,决定了选择好开采方式是一个方面,而管理、工艺、技术等也必须紧密结合,才能发挥出组合拳的威力。
  对此,江国庆一再强调,要注意薄煤层工作面设备选择与工艺分析。回采工艺选择的合理与否是采煤面高产高效的决定性因素之一。其与设备的选择、员工的综合素质、煤层倾角有密切关系。尽管采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路,但薄煤层地质复杂、遇构造难以通过,会出现采煤机组不适应地质条件或不配套、劳动作业循环不容易组织等情况。故应根据实际情况选择合理的采煤工艺及参数。
  山东能源淄矿集团埠村煤矿生产副矿长康俊才认为,工作面合理工艺参数的确定,是配套设备实现工作面高产的基础。截深的选择、支护与移架方式、采煤机进刀方式都应重点关注。同时,工作面管理是提高薄煤层开采效率的保障。工作面过断层或褶曲等地质构造时,工作面设备难以适应地质条件,必须强化工作面生产管理,采取有效的控制措施,降低设备故障率,提高工作面开机率。
  对于保障薄煤层安全高效开采的其他保障措施,康俊才强调,要特别注重支护方式的选择。合理控制采高,保证机组正常运行空间;加强机电设备管理,提高开机率;强化职工技能培训,严格工程质量管理等方面也不容懈怠。
  提升安全性和经济性的路线图
  薄煤层机械化安全、经济开采是一项世界性难题,目前各产煤国都在进行努力探索。
  《煤炭工业发展“十二五”规划》重点任务中明确提出:“加强科技创新,提升科技支撑能力——推进煤矿重大装备国产化。重点开展年产千万吨级综采成套装备、薄煤层机械化开采装备、短壁综采装备、煤巷快速掘进与支护成套装备、矿井新型辅助运输装备、矿井信息网络自动化系统,以及关键元部件的研制及示范应用”。这为我国煤炭机械装备发展指明了方向。
  为了进一步贯彻落实《煤炭工业发展“十二五”规划》,中国煤炭工业协会、中国煤炭机械工业协会日前发布了《关于推进煤炭装备制造业“十二五”发展的指导意见》,提出“鼓励企业由单机制造为主向系统集成、产品成套为主转变”。该意见在重点任务中提出:组织开展12项关键技术攻关,其中第五项关键技术就是“组织开展薄、极薄煤层开采刨煤机成套的制造技术攻关”。
  张勇指出,山东先河悦新机电公司经过多年的努力和实践,已研制开发了MG100/111-TD型、MG2x100/480-WD型有链和无链电牵引等5种不同规格的系列薄煤层采煤机。这些采煤机已成为薄煤层开采中的主要国产机型,现在又成功配套了高档普采工作面和综采工作面的成套设备,使年产量达到30万吨。
  四川雅安市斑鸠煤业公司是一座年生产能力为15万吨的矿井。多年来,煤层薄、构造多等现实状况成为该公司推广机械化开采的瓶颈。自采用薄煤层成套设备后,工作面人员减少一半,每小班月产量由1万吨增加到1.5万吨,月增利润30万元。
  煤机装备 水平是关键
  随着煤炭生产和建设的发展,煤机产品品种越来越齐全,不同形式的采煤和采掘成套装备层出不穷,部分产品技术水平已达到了世界先进水平。我国煤机装备制造业产量和规模位居世界第一。
  张勇介绍,目前涉及生产煤炭机械装备并取得“安标”许可证的企业总数约5000家,煤炭机械制造工业总产量达500万吨,位居世界第一。2012年,我国煤炭机械行业工业总产值达到了1345.66亿元,同比增加了28.9%。生产采煤机1600台,掘进机2500台,刮板运输机4651台,液压支架突破10万架。
  我国是全球最大的煤炭机械需求市场,未来5年到10年仍面临良好的发展机遇。现有煤机企业销售总额过百亿的有中国煤矿机械装备有限责任公司、天地科技股份有限公司和郑州煤矿机械集团股份有限公司3家国有企业。
  不可否认,我国煤机装备制造业存在的问题比较突出。产能明显过剩,存在大而不强、高端和关键设备仍然依赖于国外进口的问题。市场价格竞争激烈,科技创新能力得不到提高,缺乏核心竞争力。受煤炭行业大环境影响,煤矿拖欠煤机企业债务增多,煤机企业效益明显降低。
  同时,许亚雄指出,我国薄煤层开采机械化水平相对较低,是制约我国煤炭工业整体机械化水平的瓶颈,是难以提高资源开发效率的关键所在。因此,在“十二五”期间,加快重点任务——薄煤层开采成套设备技术推广和运用意义深远。
  对于下一步的发展方向,张勇认为,煤机企业要重点加快五个转型:一是加快从注重发展工业向先进制造业、高新技术产业和现代服务业协同发展转型;二是从偏重引进资金向重视引进先进技术、科学管理和高素质人才转型;三是从注重规模扩张向注重质量效益提升转型;四是从依靠政策优惠向提升综合服务功能转型;五是由消耗环境资源向环境友好型转型。实施品牌创新战略,打造出中国煤机的“升级版”。(秘书处)

作者:不详 来源:网络
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