煤矿实行原煤洗选调整商品煤品种结构的调研报告

第一篇：煤矿实行原煤洗选调整商品煤品种结构的调研报告

关于**煤矿实行原煤洗选

调整商品煤品种结构的调研

**煤矿经过近六年来的技术改造，原煤核定生产能力由建矿时的**万吨/年提升到了目前的**万吨/年，而且主要生产系统具有**万吨/年的生产潜力，市场销售形势持续看好，产销率连年稳定在95%以上的良好水平。在此条件下，如何抓住当前的良好机遇，充分利用

有限的开采资源，进一步增加商品煤品种，稳定和提高煤质，提高产品平均售价，提高产品的市场竞争力，是矿井经营和技术工作应当积极思考的一个重点问题。

本次调研从对矿井当前煤炭品种结构和市场需求情况的分析入手，结合原煤洗选厂项目的实施，对矿井商品煤品种结构的调整进行科学的规划，并初步排定了实施步骤。

一、矿井当前的原煤质量品种状况

**煤矿目前核定生产能力已达到**mt/a，工业储量**亿吨；生产的煤炭具有三高(高发热量、高化学活性、高挥发)、三低(低灰、低硫、低磷)的优点，是理想的动力、化工和民用煤，近年来产品畅销不衰，深受用户欢迎。

近年来制约矿井进一步提质增效的一个主要原因是：原煤灰分较高，商品煤品种较少，附加值不高，提价能力有限，不能主动适应市场需求变化。

原煤灰分情况：矿井田内主采煤层仅一层，局部可采2～3层，夹矸层0～10层，一般2～5层，夹矸平均厚0.75m。岩性以炭质泥岩为主，粉砂岩、泥岩次之。在实行机械化倾斜分层综采放顶煤采煤法条件下，这些夹矸煤在开采过程中无法剔除，并且在采煤的过程中不可避免的有顶底板的混入，从而使原煤质量变差，造成原煤灰分相应较高。**省煤田地质局综合试验室2004年7月所作的《**公司**煤矿6-2层可选性煤样综合试验报告》显示，**矿原煤灰分平均为7.96%。矿井2007年煤质报表显示，原煤灰份平均达到了**%。综合其它方面的煤质指标，加上开采中的煤质波动，仅能满足电厂等动力用户对煤质的要求，而难以达到化工用煤的煤质标准。而目前化工煤比动力煤平均售价高出**元/吨以上，煤炭质量显然对企业提价增效形成了严重的制约。

原煤品种情况：目前我矿的原煤筛选仍采用螺旋筛分工艺，工艺系统不够灵活，分级精度低，只有大块、中块、小块、混煤四个传统品种，不但无法解决原煤质量波动，也无法按照市场需求进行更为细致的品种分级。致使开采过程的煤质难以控制，矿井资源回收率低，人工拣矸和地面二次筛选投入大。因而商品煤提价空间狭小，只能供应市场一般动力煤用户，无法开拓更多的新用户。

二、建设原煤洗选厂是实行原煤品种结构调整的前提条件

为了进一步转变发展方式，提高发展质量，更加充分的利用矿井开采资源，不断提高矿井经济效益，我们从2003年就开始提出了建设现代化原煤洗选厂的构想。此后三年，我们本着促进矿井全面、协调、可持续发展的理念，对建设原煤洗选厂的可行性进行了多方考察和充分论证。我们认为，建设原煤洗选厂具有以下几方面重要意义。

1、稳定煤质、提高回采率。通过选煤厂洗选，可以使商品煤质量稳定，提高矿井采煤的回采率，最大限度的保护煤炭资源，避免了因在没有选煤厂的情况下为了稳定煤质使回采率降低，造成煤炭资源的浪费。

2、增加商品煤品种，提高经济效益。通过煤炭的洗选加工，使商品煤品种由原来的四个等级增加到五个等级以上，可大幅度提高商品煤售价，拓宽市场，争取到更多的高品质煤用户，使企业经济效益更加稳定，增强抵抗市场风险的能力。

3、达到节能减排的目的。煤炭洗选流程能够对筛选出的矸石进行最精确的分选排放，大大减少无效运输，避免原煤混入矸石，改变矸石山自燃造成的环境污染和资源浪费，达到节能减排增效的目的。

4、实现清洁环保生产。选煤厂的生产用水为经过污水处理厂处理后的井下水，实行循环补充供给，在生产过程中可以实现洗水闭路循环，煤泥水不外排，达到废水综合利用的目的。

5、社会效益显著。实行原煤洗选，能够有效改善矿井对周边环境的影响，带动地方经济发展，促进企地关系的和谐。

综上所述，建设原煤洗选厂是实行原煤品种结构调整的前提条件，同时也是促进矿井科学发展，实现提质增效目标的必然选择。

三、原煤品种结构调整经济效益分析

**煤矿洗选厂初设方案将洗选能力确定为200万吨/年，初期可以满足**矿生产的全部原煤的洗选任务，同时预留一定能力，可以入选**煤矿或其它矿井的部分原煤产品。这里仅对**矿自身产煤的洗选效益进行预测。

根据**省煤田地质局综合试验室2004年7月所做的《**公司**煤矿**层可选性煤样综合试验报告》，**矿毛煤粒度在50mm以上占45.07%，25—50mm的占15.25%，13—25mm的占10.21%，13mm以下的占32.47%，这一组数据反映出**矿原煤块炭率理论上至少可以达到60%以上（25mm以

上），而实际生产中块炭率仅达到30%左右，主要原因就在于生产系统块煤碰碎损失、现有筛分系统的工艺简单，分级不精密，致使大量小块、子煤（31.5—10mm之间）进入混煤销售，形成了难以估量的隐性经济损失。

按照目前初设方案形成的意见，根据市场需求，洗选后的最终产品可分为洗大块(80mm以上)、洗中块(80～31.5mm)、洗小

块(31.5～20mm)，洗子煤（20～10mm）和末煤(10mm以下不入洗)五个等级。

目前市场对精洗煤产品需求极为旺盛，精洗煤产品不仅是一些特殊行业的必须能源，如陶瓷制造业，还是紧俏的化工原料，如化肥制造、煤制气等，市场售价不断飙升。2008年一季度，**煤中的精洗大块、中块、小块售价分别达到380元/吨、370元/吨和360元/吨，精洗子煤达到340元/吨，分别比目前相应粒度的大、中、小、混四个普通品种高出40～50元/吨，按**矿年产量150万吨，其中30万吨块煤进行入洗计算，实行原煤五级筛分洗选后，每年至少增加销售收入1200万元以上，同时可大大提高矿井资源回收率，减少资源浪费。由此可见，建设原煤洗选厂，实行科学先进的品种结构调整，是我矿转变发展方式，提高发展质量，提高经济效益，实现科学发展的有效手段。

四、原煤品种结构调整实施步骤

根据调研掌握的情况，我们先后委托煤炭工业**设计研究院完成了**矿选煤厂项目的可行性研究和初步设计方案，并取得了国家有关部门的立项批文，从2006年起将该项目列入**公司投资建设计划，并完成了各项前期工作，今年4月底即将破土动工建设，力争在今年底或明年初全面建成投入试运行。届时，我们将以洗选工艺为平台，正式实施矿井原煤品种结构的调整。实施步骤如下。

**煤矿原煤品种结构调整实施步骤

步骤

顺序

实施内容

承担单位

时间期限

1

原煤品种结构调整前期调研、分析论证，形成原煤品种洗选技术方案。

2

完成原煤洗选厂设计、设备选型及施工方案，并通过审查批准。

3

实施并完成洗选厂工程建设。

4

完成洗选厂生产调试和洗精煤品种调整、质量分析鉴定。

5

开拓市场用户，完善品种结构。

6

总结技术经验，完善控制煤质品种的技术措施。

第二篇：煤矿充填式开采与无煤柱开采调研报告

关于煤矿充填式开采与无煤柱开采方式的调研报告

陕西旬邑青岗坪矿业有限公司

为了缓解煤炭资源日趋紧张的局面，安全开采“三下”压煤，协调煤炭资源的回收与地面沉陷，处理矸石地面堆积造成的环境问题，充填式顶板控制方法及无煤柱开采方法逐渐受到人们的重视。2013年8月7日由华能煤业公司副总经理、总工程师郑铁骑同志带队，各矿业公司总工程师和技术负责人等一行13人赴河北省冀中能源邢东煤矿和亨建矿参观学习调研了井下采空区充填及无煤柱开采应用技术。现将调研情况汇报如下：

一、充填式开采

（一）冀中能源充填式开采发展概况

冀中能源股份有限公司针对大量“三下”压煤问题，煤矸石粉煤灰排放、环境损害及土地资源问题，在邢东矿首先试验成功井下巷道矸石充填技术，率先成功研发建筑物下综合机械化充填采煤技术，即在充填液压支架后顶梁的掩护下，利用矸石粉煤灰及高水材料实现了采空区的充分充填，从而有效抑制覆岩下沉破裂和地表变形量，解放大量呆滞煤炭资源。成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新途径，攻克了巷道充填系统、充填工艺、充填装备等相关难题，研制了专用于巷道矸石充填的抛矸机，实现了矿井矸石不升井，将邢东矿打造成全国第一座没有矸石山的绿色矿井。截止目前已经实现充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵换井下煤炭资源53万吨。经济和社会效益非常显著。

（二）冀中能源充填式开采的理论

冀中能源成功的充填理论和实践证明：支架支护强度和充填体密实度是充填采煤控制岩石拉应力和容许沉降空间的关键因素，控制着直接顶下沉变形。经过研究上部岩层弯曲变形各变量之间的关系，确定了不同岩性条件下的液压支架支护参数和充实密实度，控制了上覆岩层的移动，使上覆岩层位移最小，对地表影响最低，达到在采煤过程中控制地表下沉的目的。

（三）邢台煤矿充填式开采的现场应用

1、基本情况

井田面积为34Km2，其范围东以F2、F2-1断层为界，南以F12断层为界，西北以9#煤层掩盖接触线为界。含煤地层为石炭二叠系的本溪组、太原组、山西组。矿井开采初期是一座低瓦斯矿井，但随着开采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不断增加，掘进工作面瓦斯涌出量为0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量达3.54ｍ3/min。

邢台矿7606充填工作面采用综合机械化采煤工艺，分层开采，采高3.Om。采煤设备和工艺与普通综采设备和工艺基本相同，区别就在架后充填工艺。充填工作主要靠充填开采输送机和夯实机共同完成的。通过充填开采输送机的卸料孔将充填物料充填人采空区内，然后利用夯实机将充填物料推挤接顶并夯实。

2、应用过程

（1）地面建立矸石膏体充填站，先将矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、专用交接料和水等四种物料按比例混合搅拌制成膏体浆液，再通过充填泵把经大垂深投料系统，运到支架后部的充填刮板运输机，并进行推压密实。

（2）充填由固体矸石充填液压支架和辅助隔离措施形成的密闭空间的过程。整个充填工艺流程可以划分为矸石破碎、配比搅拌、管道泵送、充填体构筑等四个基本环节。

（3）工艺流程：充填工作由4名充填工同时协调进行，在割煤的同时，进行充填工作，若充填不满一排，割煤可停下等待充填捣实。其工艺过程如下：割煤的同时在支架拉移后，将充填开采输送机移至支架尾梁后部，进行充填。充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定量后，再开启下一个充填卸料孔，随即对前一个卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环(一般需要2—3个循环)，直到夯实为止。当整个工作面全部充满，停止第l轮充填，将充填开采输送机拉移1个步距，移至支架尾梁前部，用夯实机构把充填开采输送机下面的充填料全部推到支架后上部，使其接顶并夯实，最后关闭所有卸料孔，对充填开采输送机的机头进行充填。第1轮充填完成后将充填开采输送机推移1个步距至支架尾梁后部，开始第2轮充填，如此反复。工作面自夯式充填液压支架与配套设备。

（四）调研结论

1、邢台矿率先研发了矸石与粉煤灰等充填材料投料运输系统以及工作面自夯式充填液压支架等成套综合机械化充填设备，成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新局面。

2、充填式开采有效控制了开采过程中的矿压显现，控制地表下沉，减少了对地面生态环境的破坏；实现了矸石不升井，煤矿不建矸石山。是一项利国利民的新技术。

二、无煤柱开采

（一）亨健煤矿基本情况

亨健公司煤炭资源紧缺，提高煤炭资源回收率一直是集团公司与我公司领导所重点关注的问题。因此，沿空留巷无煤柱护巷技术它不但能提高煤炭资源开采的回收率，而且也可缓解采掘衔接紧张问题。自2008年10月份开始实施新型高水材料巷旁充填留巷技术,先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共计2000余米，并回采过程中逐步对原留巷方案进行了优化研究并得到应用，其效果十分显著。

（二）超高水材料充填留巷在亨健煤矿的应用实践

通过超高水材料制浆系统将浆液混合经过超高水材料浆液输送系统输送至充填巷道；背靠工作面两端头支架各安设止浆掩护支架，保证浆液固化后留巷效果。留巷后巷道宽度约为原巷道的一半，待工作面回采结束后再将巷道扩刷成回风巷，从而实现无煤柱开采，采区综合回收率提高10%～20%。

1、巷旁充填工艺

充填前，首先向搅拌桶内蓄水至所需水位，然后启动搅拌桶，待搅拌桶启动之后向桶内加料，将料加入桶内之后搅拌3－5分钟之后开始向充填点供料。充填点接到供料通知后，严密监控出料情况，待料均匀之后将混合管插入充填袋内开始充填。充填结束之后，泵站开泵供清水，冲洗管路并清理充填点，待所有东西收拾整理好之后，充填即可结束。

2、充填工艺实施方法（1）充填点作业程序

第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。

第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。

第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。

第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现情况及时处理。第五步：充填快接顶时（根据计算距顶20cm时，管路中剩余浆液即可充实包体），打信号通知泵站，并依据顶板情况决定是否拆除其上的倾斜抬棚。待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝捆扎紧充填口。

第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。

（三）调研结论

巷旁充填体的强度高低直接影响沿空留巷围岩的稳定性。构筑的充填体应能及时提供足够的支护强度，以控制上位岩层相互间不致于有大的离层，通过对直接顶下沉变形的控制确保老顶在回转的过程中不断裂，有效地减少顶板下沉量与作用在巷内支架上的载荷，为留巷成功提供保证。

三、青岗坪煤矿充填式开采与无煤柱开采适用性讨论

（一）充填式开采讨论

1、青岗坪煤矿“三下”压煤情况：除地面工业广场压煤可采储量约154.7万吨，其他区域均为山体，无村庄和其他构筑物。

2、充填式开采设备投入与生产成本

充填式开采需投入地面矸石膏体充填站系统一套、大垂深固体投料系统一套、矸石固体充填支架一套，累计一次投入设备成本约为7000万元。充填式开采增加成本约为100元/吨左右。

3、采用充填法开采工业广场压煤经济效益对比：

（1）总支出约=设备成本投入+原吨煤成本+充填附加成本=7000万元+260元/吨*154.7万吨+100元/吨*154.7万吨=62692万元

（2）总收入=销售均价*产量=380元/吨*154.7万吨=58786万元 由此可见：总收入小于总支出；利用充填法回收地面工业广场压煤不可取。

4、采用充填法回收正常采区资源，每吨增加成本约100元，无经济效益可言。

5、冀中能源在井下开采条件比较差、煤炭储量有限的情况下走出了一条环保、高效、安全，造福于社会及老百姓的煤矿开采方法其意义无法用金钱来衡量，值得我们学习，但从青岗坪煤矿实际情况出发不适合采用充填式开采。

（二）超高水材料充填留巷无煤柱开采讨论

1、基本情况适用条件对比：青岗坪煤矿井田含可采煤层两层，4-1煤层为局部可采的较稳定型中厚煤层，4-2煤层为全区可采的稳定型厚煤层。4-1煤层与4-2煤层的分岔煤层厚度为1.05～2.42m，平均厚度1.88m，仅在井田东部赋存，与4-2煤层间距为0.9～4.4m，4-2煤层厚度1.15～16.35m，平均厚度为10.26m工作面设计为综采放顶煤，采高3m放顶高度7.26，采放比1:2.4，符合《煤矿安全规程》第68条规定，工作面综合回收率约为80%；回采工作面平均涌水量约为100m3/h左右。而超高水材料充填留巷无煤柱开采技术适用于3.5m以下煤厚一次采全高综采工作面。

2、青岗坪煤矿煤层高低起伏最大落差达到45m左右，而且相邻采面之间的标高差均达到2m以上，局部老空区易存积水，若采用超高水材料充填留巷无煤柱开采存在密闭不严的情况，处理不当极易造成透水事故。

3、根据青岗坪煤矿初步设计，矿井相对瓦斯涌出量达到9.92m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量达到20.86m3/min;实际42101及42102综放工作面回采过程中相对瓦斯涌出量分别达到2.51m³/t、3.21m³/t，绝对瓦斯涌出量分别达到8.95 m3/min、8.4 m3/min，煤巷掘进头瓦斯绝对涌出量达到0.63m³/min，总回风巷绝对瓦斯涌出量达到19.2 m3/min，局部瓦斯较高，若封闭不严，采空区瓦斯极易涌入相邻巷道造成瓦斯积聚。

4、综放工作面采用超高水材料充填留巷存在封闭不严的情况，极易导致采空区漏风，存在采空区煤炭自燃发火的隐患。

结论：超高水材料充填留巷无煤柱开采在青岗坪煤矿基本不适用。

四、具体打算

1、加强对小煤柱开采技术研究，2013年青岗坪煤矿小煤柱开采已被公司列为科技项目，准备在42101及42104工作面搜集开采及矿压显现相应的资料，争取在42103工作面实现12m小煤柱布臵回采工作面，并逐步从12m～8m～6m的小煤柱方向发展，以提高采区煤炭回采率。

2、由于青岗坪煤矿初设中没有设计矸石场，当前开拓掘进及洗煤厂洗选的矸石都通过附近村庄联系位臵堆放，不仅处理关系复杂而且污染环境影响生态。下一步我们将借鉴邢东煤矿的做法将洗煤厂洗选的矸石及井下开拓掘进施工的矸石充填到采空区里面或利用回采结束后废弃巷道进行充填。