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科技创新地质构造对双高矿井建设的影响探析陈国华!田庆路(阳泉煤业(集团)有限责任公司,山西省阳泉市,045008)!!摘!要!以阳煤集团公司为例,分析了当前高产高效矿井建设中地质问题突出的原因。联系矿井高产高效生产现状,结合当前科技发展水平,不仅从地质方面,而且还从矿井生产角度提出了解决地质问题的对策和今后地质工作的发展方向。关键词!煤炭开采!高产高效矿井!地质构造!!阳泉煤业(集团)有限责任公司(以下简称阳煤第一水平内落差大于30m以上的断层,地质条件好集团公司)是一个拥有6个矿11对生产矿井,年产的地区应查明落差20m的断层,对小构造发育程度1600万t原煤的国有特大型煤炭企业。目前,采煤做出评述。如此指标只能满足长壁炮采采煤方法的综合机械化程度达到100%,高产高效矿井建设也技术要求,不能适应综合机械化采煤方法对地质成创出历史新水平。随着高产高效矿井建设的发展,果的要求。地质问题对煤炭生产的影响愈加突出,由于没有超(2)勘探工程质量较差。因主要工程在文革前查明地质构造所造成的生产被动和经济损失逐年期间完成,造成工程质量较差。以冶头勘探区为例,加大。本文将结合阳煤集团公司的生产和地质工作在测井技术尚不完善的情况下,精查勘探共施工85技术现状,分析地质问题凸显的原因,提出解决地质个钻孔,有56个为不取芯钻孔,不取芯钻探工艺的问题的对策。大量采用导致勘探成果质量大大降低。其它勘探区也存在类似问题。1!原因分析(3)阳泉矿区影响生产的主要地质构造为陷落1.1!矿区扩大,地质条件趋于复杂柱,以钻探为主的勘探手段对其缺乏针对性,查明情2阳煤集团公司经过多年的发展,东部浅埋区的况十分有限。例如,五矿在累计开采的5.28km区多对井口相继报废。为保持一定的总体生产规模,域内,原精查地质报告只提供有7个陷落柱,而实际生产采区和矿井不得不向西、向南延伸。采掘揭露开采揭露了99个。表明,采区向西向南延伸后地质条件明显趋于复杂。1.3!未知地质因素明显增加2二矿东部12区陷落柱密度为2.7个/km,而西部随着采煤工艺的发展,开采方法发生了很大变2#13区为5.6个/km;三矿二号井东部已采区陷落柱化。15煤厚煤层由分层开采变成了综采放顶煤一22密度为5.4个/km,而西部10采区为10个/km。次采全高。分层开采时上分层遇到的地质构造,对2南部的五矿陷落柱分布密度最高达46个/km,已于中、下分层等于事先查明。而一次采全高的综放开采的19个工作面,存在较大挠曲的工作面4个,采煤工艺丧失了边采边探、以采代探的有利条件,未占全部开采工作面的21%;遇见陷落柱114个,平知地质因素明显增加,地质构造对产量的影响明显均每个工作面中有6个。加大。与之类似,阳煤集团公司五矿、新景矿目前分##1.2!地质勘探成果控制程度偏低别只开采一层15和3煤层,无法通过上组煤的开(1)依据的技术标准偏低。阳煤集团公司各矿采来预测下组煤的构造发育情况,工作面所遇到的的精查勘探成果,大多形成于上世纪70年代,只有都是未知地质构造,增加了生产衔接安排的困难。一矿矿区精查勘探完成于1983年。对于这一时期另外,工作面走向长度加大也增加了避开地质构造的地质报告,规范规定的主要地质成果指标是:查明影响的困难。32中国煤炭第29卷第11期2003年11月 1.4!采掘设备重型化,对地质构造的适应性差2!对策研究一个综采工作面内安装有上千吨的大型设备,一个支架重达十几吨,一旦遇到地质构造,拆装转移2.1!转变地质工作观念,立足超前查明的原则非常困难。而炮采或高档普采工作面的搬家、延长针对矿区地质条件趋于复杂的客观事实,传统或缩短与综采工作面相比是非常容易的。同样是遇的地质工作观念必须改变:(1)地质工作不仅是企业到地质构造,炮采、高档普采工作面除硬过外,还可技术的基础工作,更是企业经济效益的基础工作,必以采用绕、跑(搬家)等措施过地质构造,而综采工作须加大超前投入力度;(2)地质基础工作不是一劳永面如此处理相当困难。据统计,高档普采工作面遇逸的,必须随着采煤技术的发展不断补充、完善和更到30m以上的陷落柱搬家一般需10~20d左右。新,工作标准必须适应主要采煤方法的要求;(3)对而综采工作面搬家则需30~40d以上。由此可见,于高产高效工作面,地质条件必须立足超前查明。超前查明要把握好采区巷道布置前、综采工作面安综采工艺适应性差增大了地质构造对生产的影响。装前和采煤工作面遇构造采取措施前3个环节;(4)1.5!采煤队减少,遇地质构造对产量的影响大要坚持生产需要是目标,超前查明是标准,地质分从20世纪80年代初期至今,阳煤集团公司原析是基础,应用手段是关键的技术工作思路,根据煤年产量在1300~1600万t,这样的产量80代初是采煤方法和生产衔接,超前安排地质工作。通过40余个采煤队来实现的,一个采煤队年产量最2.2!推广应用三维地震、坑透为主的综合勘探手高也就是40~50万t,这是一种广种薄收的生产组段,提高地质成果质量织模式。在此情况下,如果一个工作面遇地质构造,提高地质成果质量,查明隐伏地质构造,必须依其影响的产量对全公司来说比重并不大。当前,公赖于有效的地质勘探手段。就当前技术水平而言,司不足20个采煤队,其中一矿综五队年产量超过了应完善以下3个方面的勘探工作。首先,以钻探为200万t,如果不能提前查明,一旦遇到地质构造就主要手段的补充勘探工作必须到位。新布置采区内会对产量造成重大影响,甚至危及全矿产量计划和的高级储量比例必须达80%以上,构造及煤层控制经营指标。这种集中生产模式使得地质构造对产量程度必须满足高产高效的要求。其次,大力推进三的影响比重大大增加,凸显了地质构造对生产的影维地震勘探。应当结合生产统一规划,逐步实施,实响。现在采区设计前完成三维地震勘探的工作目标。要1.6!超前查明地质构造的方法不能满足需要基本查明30m以上陷落柱、5m以上落差断层以及矿井地质工作是煤炭生产过程中一项重要的基无煤区,准确率不得低于70%。第三,加大井下无础性技术工作。20世纪90年代以来,采煤方法、采线电坑透工作力度。坑透工作应当按照集中管理,掘设备、工作面单产都发生了巨大变化,但地质工作专业队伍,提高精度,市场引导的指导方针,在一次的方式方法则没有很大的变化,仍然是将主要精力坑透取得较好成果的基础上对异常区开展二次坑放在工作面中,仍然是以分析研究为主,缺乏技术手透,分析研究各种地质构造的异常规律,由多解向单段方法的应用,查明构造的精度、速度不能满足高产解、由定性向定量逐步过渡;分析新的干扰因素及其高效生产的要求。虽然近几年我们比较成功地开展排除方法,进一步提高坑透成果的准确率,满足高产了工作面坑透和地面三维地震工作,但仍有很多技高效要求。术难题。坑透必须在工作面形成之后进行,如遇大2.3!优化采区、工作面设计,有效避让地质构造型构造,仍然会导致大量无效进尺和资源浪费,甚至地质条件可以查明,但不可以改变。采区和工是工作面报废。坑透能有效探测长轴大于30m以作面设计前必须认真分析地质条件的特点和地质资上的陷落柱和落差大于1/2煤厚的断层,但对其它料的可靠程度,结合采煤方法及矿井产量等因素,提构造如冲刷、褶曲等有效性大大降低。三维地震勘出趋利避害的设计方案,有效避让地质构造。对于探技术在平原区应用效果很好,但在山区的应用还多煤层开采区域,要合理安排开采顺序。(1)设计必处于起步阶段。总之,地质工作观念、工作方式及资须依据地质部门正式批准的采区地质说明书,首采金投入滞后于采煤技术的发展,超前查明地质构造区段应有三维地震勘探资料;(2)采区和工作面设计的手段不足,也是地质问题凸显的原因之一。在总体上向大采长、大走向发展的同时,要兼顾地质地质构造对双高矿井建设的影响探析33 条件、采煤工艺、采掘队伍及矿井产量安排等因素,况,定期向队组和有关部门提供剖面图及预测资料;合理布置工作面尺寸,并针对构造随着采掘探明发生产部门要认真研究过构造的施工工艺措施,要确生的变化而留有变化预案;(3)选择合理的采煤方法保各项技术措施落实到位,并保持一定的推进速度;和开采顺序,以大面综采综放为主,小面高档普采为(4)严密组织领导,大胆创新。过构造期间要制定专辅,优化工作面衔接顺序,做到合理集中生产。对于项的经济分配政策,并严格考核,井队领导要跟班上工作面遇构造缩短、跳采等方案要进行详细的经济岗,确保有效的组织协调。要及时总结经验教训,积效益评估和方案比较,突出经济效益;(4)开采结束极探索,大胆创新,走出一条符合自身实际的路子,的采区应对其设计进行总结、反思,积累经验教训。真正实现高产高效。2.4!合理选择采掘设备,提升设备过构造的能力2.6!加快建立高产高效地质保障系统针对阳煤集团公司地质条件向复杂变化的趋建立高产高效地质保障系统是今后地质工作的势,要根据不同的地质条件,选用不同的采掘设备,目标。这一保障系统决不是将现有的各项地质工作加大采掘设备适应和克服构造的能力。(1)总体上简单相加而成,而应该是以本矿区特定地质条件为讲,应具备开采薄、中、厚煤层的各类支架和采掘机基础,以满足综采放顶煤工艺对地质要素查明程度械;(2)加大采煤机组主要部件如滚筒、刀齿的强度,要求为目标,使用先进可靠的技术手段,及时有效地对于较小构造和有夹矸的煤层可直接采过,以降低为矿井生产提供准确可靠地质资料的工作过程。系因过构造采取特殊措施的费用,并提高生产效率;统的主要构成是:以计算机为基础的地测基础资料、(3)必须加强支架的爬坡能力和抗倾倒能力,防止褶图件、数据信息化管理技术;以三维地震、无线电坑曲构造和煤层坡度变化造成的支架倒架、窜架、窜溜透、小型高效钻探为基础的地质构造探测技术;以系等,对于构造复杂区和回收区,可采用小面开采,配统评价严格考核为主的科学管理技术。系统的主要备轻型支架。技术目标是:在采区工作面设计前,基本查明大于2.5!加强工作面过构造的技术研究,规范施工组织30m的陷落柱和大于5m的断层、无煤区及煤层分和措施布形态,准确率不低于70%;在工作面生产前查明加强工作面过构造的技术研究,顺利通过地质大于30m以上陷落柱和落差大于1/2煤厚的断层,构造已成为提升高产高效水平的重要环节。(1)要基本查明影响综采生产的各类地质因素,准确率不加大构造探明力度,确保每个工作面进行坑透,对坑低于85%;在生产过程中要及时准确查明工作面、透异常区必须打钻证实,必要时进行巷探;(2)对过掘进头遇到的地质构造,平面位置误差不超过5m。构造的技术方案要反复论证,不仅要考虑构造规模、系统建立应遵循的原则是:总体规化、分步实施、逐性质,还要考虑产量、衔接安排及队伍状况,要进行项突破、完善提高,通过建立高产高效地质保障系经济效益评价,要有遇特殊情况的应变方案;(3)加统,更好地满足高产高效矿井建设的需要。强现场管理。地质部门要不间断地跟踪构造变化情(责任编辑!熊志军)(上接第45页)!煤料相互融合,实现改善焦炭抗碎求,未发现产生危险的焦饼膨胀现象。但有必要指和耐磨性能。目前我国有些捣固炼焦厂使用的煤料出,在设计捣固煤箱时,应慎重考虑入炉煤饼炼焦过已不局限于1/3焦煤为主,而转向以就近炼焦煤资程中基本不收缩这一现象对推焦的影响。源为主的多元化方向发展。山西太原东盛焦化厂是(责任编辑!康淑云)采用以主焦煤为主的捣固炼焦工艺,生产运行良好,参考文献焦炭质量达到一级冶金焦标准,全部用于出口。正1!高晋生,王锦平.21世纪煤化工技术发展展望.在兴建的内蒙乌达神海焦化厂采取本地硫分较高的2002(12)肥煤和焦煤,配入外地低硫无烟煤捣固炼焦。山西2!徐君,刘晓明.燃料与化工.2002(3)3!陈鹏.中国煤炭性质、分类和利用.化学工业出版长治地区潞宝焦化工业园区建设的200万t/a焦化社.2001(10)工程则采用以本地区生产的瘦煤和贫瘦煤为主,配4!和德涛.煤炭加工与综合利用.1996(3)入外地肥煤或焦煤捣固炼焦。通过捣固炼焦试验表5!王兴生等.煤炭加工与综合利用.1997(2)6!高建伟,王育红.燃料与化工.2002(3)明,焦炭均可达到一级冶金焦标准,符合出口焦的要34中国煤炭第29卷第11期2003年11月 AbstractsinEnglishOntheconstructionofsafetylevelevaluationsystem!Constructionofsafetylevelevaluationsystemisaninnovationofsafetysupervisesandlawenforcementincoalmines.Thepaperintroducestheobject,standards,classificationofresultsandimplementofsafetylevelevaluation.Associateswiththeproblemsexistedintheevaluationprocess,thepaperputsforwardsixrequirementsfortheoverallaccomplishoftheevaluationworkof2003.(P5~7)ChinaCBMindustrymonograph!ChinaCBMindustrymonographisconsistedof4papers.ThepaperfromSunMaoyuan,whoisthedutymanagerofChinaUnitedCBMCo.(ChinaCBM),introducesthedevelopmentpotentialofCBMindustryandtheGovernment∀ssupportpoliciestoCBMindustry.ThepaperintroducesChinaCBM∀sachievementsontheexploration,researchanddevelopmentofCBMandinternationalcooperation.ThepaperalsoforecaststhefutureofChinaCBMindustry.ThepaperfromLiuWengeandHuYuhongintroducestheUSAandUKtechnologiesofutilizingventilationairmethaneasthesubsidiaryandprimaryfuelandtheirindustrialapplication.ThenthepaperputsforwardthatChinashouldstarttoresearchtheutilizationofventilationairmethane.ThepaperfromLiuYijunandXinWenjieputforwardedthatthekeygeologicfactorsofCBMexplorationinChinaarereservesandrecoverypotential.Onthebaseofthis,thepapercomparesandanalyzesdifferentCBMreservesinChina.(P8~16)SomethoughtsonthemarketcompetitivenessofShanxicoal!Byanalyzingthecompetitiveness,advantagesanddisadvantagesofShanxicoal,thepaperpresentsthedevelopmentstrategyofShanxicoal.Thestrategyincludesincreasingtheaddedvalueofcoalresource,speedinguptheprocessofenterprisesreorganization,promotingsysteminnovation,quickeningupthepaceofstructuraladjustment,optimizingandupgradingcoalindustryandfindanewindustrializedroutesuitableforShanxicoalindustry.(P17~18,20)ProperamountofsmallcoalminesarenecessaryforChina!Basedonthedefinitionofsmallmines,thepaperpresentsthattheexistenceofproperamountofsmallcoalminesarenecessarywiththedistributionanddepositofcoalresourcesandoveralleconomicdevelopmentlevelinChina.TheGovernmentshouldsupportandsteerthedevelopmentoflegalsmallcoalminesandclosetheillegalsmallcoalminesatthesametimeandcarryoutnewpoliciessothatsmall,mediumandlargecoalminescancompetefairly.(P24~25)Ontheimpactofgeologicstructureontheconstructionofhigh-efficiencycoalmines!BasedonthepracticesofYangquanGroup,thispaperanalyzsthereasonwhythegeologicproblemsaremajorfactorsintheconstructionofhigh-efficiencycoalmines.Associatewiththepresentstatusofhighefficientcoalminesandthepresenttechnologylevel,thepaperputsforwardcountermeasuresforthesolutionofgeologicproblemsandthetrendofthegeologicworkfromtheviewofgeologyandmining.(P32~34)Takegoodadvantageof1/3cokingcoalwiththetechnologyoftampingcoke!ByanalyzingtheshortageofstrongcokingcoalinChinaandthenecessityofefficientutilizationof1/3cokingcoal,thepaperarguesthatefficientutilizationof1/3cokingcoalwillbenefitnotonlytheminingareaforthedeepprocessingofcoalandtheprolongationofindustrialchain,butalsothewholecountryforthesustainabledevelopmentofcokingindustry.Thispaperalsointroducesthetechnologyoftampingcoking.(P43~45)
