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正在建設(shè)中的露天煤田。(本報(bào)資料照片) | 晉、陜、內(nèi)蒙古接壤地區(qū)是我國重要的煤炭資源寶庫。長期以來，這一地區(qū)除神華等大型骨干企業(yè)采用先進(jìn)的機(jī)械化綜采技術(shù)，大部分煤炭生產(chǎn)企業(yè)普遍采用房式煤炭開采方式，采用這種落后的生產(chǎn)方式?jīng)Q定了其煤炭生產(chǎn)的低回采率，大量煤柱殘留井底成為呆滯資源，煤炭資源浪費(fèi)驚人。
記者近日在鄂爾多斯市采訪了解到，當(dāng)?shù)毓歉擅禾科髽I(yè)內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)多年來組織科研人員對(duì)殘留煤柱回收技術(shù)重點(diǎn)攻關(guān)，現(xiàn)已取得重大突破。業(yè)界人士建議，應(yīng)盡快大面積推廣此項(xiàng)技術(shù)，以使大量煤炭資源得到回收利用。如果這項(xiàng)技術(shù)盡快運(yùn)用于生產(chǎn)中，可以使煤炭回采率成倍增長。
殘留煤柱：約2/3資源丟棄地底
在晉、陜、內(nèi)蒙古接壤的煤炭資源富集區(qū)里，受經(jīng)濟(jì)條件所限，除神華集團(tuán)神東公司較早采用機(jī)械化綜采技術(shù)外，絕大多數(shù)煤礦采用的都是房柱式開采，即在煤層中縱橫開采寬5米至10米的無支護(hù)煤房，同時(shí)留設(shè)5米至10米的方型煤柱以支撐頂板和上覆巖層。煤柱隨著礦井的報(bào)廢而殘留井下，業(yè)界稱之為呆滯煤柱。
2005年記者曾下到6個(gè)房柱式采法礦井的工作面，實(shí)地了解到這種采法資源浪費(fèi)驚人，約有2/3以上的煤炭以殘留煤柱、護(hù)頂煤的形式丟棄于井下。一些煤柱殘留較多的礦井，回采率僅為20%左右。
由于要留護(hù)頂煤和煤柱來支護(hù)，決定了房柱式炮采的低回采率。業(yè)內(nèi)專家對(duì)比不同大小煤柱和采出寬度的采法后認(rèn)為，從總體上看采用房柱式開采礦井回采率約在30%左右。
因房柱式開采成本低廉，為當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)煤炭生產(chǎn)企業(yè)所采用。據(jù)估計(jì)，僅鄂爾多斯市東勝區(qū)、伊金霍洛旗和準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)，房柱式開采殘留煤柱量就超過了23億噸。同時(shí)，大量煤柱殘留地底，如果供氧充分煤體溫度充分，逐漸加速氧化，易于自燃形成地下火區(qū)，存在極大的火災(zāi)隱患。
鄂爾多斯一位多年從事煤炭生產(chǎn)的同志說：“隨著煤炭開發(fā)速度加快，大量房式采空區(qū)留在地下，井下火區(qū)將成為最大的隱患。”一些個(gè)體煤礦根本沒有條件打密閉封閉，大量房柱式采空區(qū)的煤炭與地表的空氣相通，極易形成井下火區(qū)，達(dá)拉特旗、準(zhǔn)格爾旗和靠近烏海市的桌子山煤田已出現(xiàn)了很多井下火區(qū)。
回收技術(shù)取得突破殘留煤柱“變廢為寶”
內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)公司副總經(jīng)理、山東科技大學(xué)博士生導(dǎo)師翟德元說，回收殘留煤柱不僅可以“吃掉”許多看似“報(bào)廢”的煤炭資源，還可以解決因頂板大面積垮落引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，解決直接影響地面安全和地下生產(chǎn)的煤層自然火問題，意義十分重大。
翟德元介紹，2002年底，伊泰集團(tuán)開始“東勝煤田房式開采條件下的呆滯煤柱安全回收”課題的技術(shù)攻關(guān)，歷時(shí)4年多時(shí)間，耗資3820萬元，在伊泰集團(tuán)泰豐煤礦多次試驗(yàn)，采用自行研發(fā)的大噸位本架自移式煤柱回收專用支架有效控制頂板安全，開發(fā)出了煤柱直線同采的安全回收關(guān)鍵技術(shù)，并成功實(shí)施了采高4米至5米房式開采條件下的煤柱回收，試驗(yàn)期間安全回收煤炭資源38萬噸。
記者采訪了解到，經(jīng)過實(shí)地的應(yīng)用試驗(yàn)，目前殘留煤柱回收技術(shù)已演變成一整套技術(shù)工藝，并在以下方面實(shí)現(xiàn)了突破：第一，掌握了在全采空區(qū)域內(nèi)房柱式開采采高4米至5米條件下煤柱回收過程中頂板運(yùn)移規(guī)律，使安全回收煤柱有了理論指導(dǎo)。第二，采用深孔爆破技術(shù)回收煤柱可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離整體爆破，回收安全、高效。第三，在國內(nèi)首創(chuàng)了適應(yīng)于煤柱回收的本架自移式支撐掩護(hù)式液壓支架，先后獲得4項(xiàng)技術(shù)專利。
尤其重要的是，通過反復(fù)研究與應(yīng)用試驗(yàn)，煤礦與科研人員還確立了一套具有很強(qiáng)適用性的煤柱回收總體方案，與此相配合的回采工藝體系在生產(chǎn)中也較為可行，解決了長期困擾工程學(xué)界的完全采空條件下煤柱回收的重大技術(shù)難題。
翟德元說，煤柱回收技術(shù)的開發(fā)成功與應(yīng)用，可大大提高井工開采煤田的煤炭資源回收率，據(jù)測算煤炭回收率可提高到84%，殘留煤柱的回收率達(dá)到79%左右，使礦井服務(wù)年限大大延長，既節(jié)約資源又顯著增效。受國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局委托，內(nèi)蒙古煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局組織專家對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了鑒定，專家認(rèn)為回收方案技術(shù)總體科學(xué)合理，安全可行，項(xiàng)目研究成果達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。
增產(chǎn)增效顯著推廣空間巨大
鄂爾多斯市市長杜梓說：“大量殘留煤柱的回收對(duì)于節(jié)約能源有非常重要的戰(zhàn)略意義。煤柱回收技術(shù)的創(chuàng)新成功，是我國煤炭工業(yè)開采技術(shù)重大突破，具有重大推廣應(yīng)用價(jià)值，我們將首先在全市加大推廣力度，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約和增產(chǎn)增益多贏。”
伊泰集團(tuán)董事長張雙旺說：“目前，集團(tuán)已經(jīng)開始在舊礦井全面推廣煤柱回收技術(shù)，僅此一項(xiàng)就可回收集團(tuán)舊礦井中殘留的2億多噸煤炭，總價(jià)值上百億元。同時(shí)，集團(tuán)愿意將獨(dú)立研發(fā)的這一新技術(shù)奉獻(xiàn)給國家，提供給國內(nèi)外應(yīng)用同類開采方式的其他煤炭企業(yè)，最大限度地提高我國煤炭資源的回采率。”
翟德元說，這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)其他同類型礦井都具有借鑒和推廣作用，僅就鄂爾多斯等地區(qū)言，若按殘留煤量的50%進(jìn)行回收，可回收呆滯煤炭資源12億噸。
由于殘留煤柱的最佳回收時(shí)間為礦井即將報(bào)廢之前，為此專家希望國家有關(guān)部門能對(duì)這一技術(shù)工藝予以充分的重視，將殘留煤柱安全回收項(xiàng)目列入國家和各產(chǎn)煤大省、市、自治區(qū)的高新技術(shù)支持性項(xiàng)目，加快推廣應(yīng)用步伐，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，并在推廣應(yīng)用過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善煤柱回收理論，改進(jìn)技術(shù)工藝，使這項(xiàng)能大幅度提高煤炭回采率的技術(shù)盡快在同類地區(qū)的煤炭生產(chǎn)中普及。 |