下载文档原格式
文章编号:1001-3571(2004)05-0001-02开滦的煤质现状及变化趋势常春祥,王亚涛,孙翠芝(开滦(集团)有限责任公司,河北唐山 063018)摘要:对开滦赋存和生产的煤炭质量进行了研究总结,分析了各生产矿井的煤种变化趋势,并结合市场需求探讨了开滦煤质升级以适应销售的可行性。
关键词:煤质分析;现状;趋势;配煤;可行性中图分类号:TD 94 文献标识码:A收稿日期:2004-06-10作者简介:常春祥(1957-),男,河北省昌黎县人,高级工程师。
1982年毕业于中国矿业大学选矿工程专业,现任开滦集团有限责任公司煤炭质量检测中心主任。
电话:0315-*******。
1 概述煤炭作为我国主要能源,在相当长的时期内仍将占据重要地位。
开滦煤是我国冶炼、化工和动力用煤的优良煤种,具备独特的优势,在120多年的煤炭生产销售中,开滦一直在全国煤炭行业占有举足轻重的地位。
为更加适应市场,应在搞清开滦煤质现状及今后的变化趋势的基础上,充分发挥开滦煤种、地理等优势,优化产品结构,科学地组织配煤入选和销售。
2 开滦矿区煤田煤质概况211 矿区地质概况开滦矿区各矿井分布于开平煤田和蓟玉煤田,为古生界石炭、二桑系成煤,含煤面积670km 2。
该矿区石炭、二叠系地层总厚度为490～530m ,含煤15～20层,煤层总厚度为20～28m ,含煤系数为3191%～5157%。
煤系地层有两个系三个统,自下而上为:石炭系中统唐山矿组(含18～21煤层)、石炭系上统开平组(含13～17煤层)和赵各庄矿组(含11、12煤层)、二叠系下统的大苗庄组(含5～10煤层)和唐家庄组(含3、4煤层)。
煤层主要位于煤系地层中部,赋存稳定,其中可采煤层7～8层,可采厚度大致在15m 左右。
212 煤的变质程度矿区所属两个煤田均属原地形成的腐植煤,是中等变质程度的烟煤。
各矿井煤种依照变质程度由低向高依次为气煤、1 3焦煤、肥煤、焦煤,煤田深部有部分瘦煤。
1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1井田位置、范围和交通位置荆各庄矿井田位于开平向斜的西北侧，中隔凤山～缸窑背斜自成一盆状向斜。
南北长约3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。
荆各庄矿位于河北省唐山市北偏东约13公里处，南距马家沟矿6公里，距原京山铁路开平车站10公里，东距陡河发电厂4.5公里。
行政区域属唐山市开平区管辖，见荆各庄矿交通位置图(图1.1)。
图1.1 荆各庄矿交通位置图井田开采范围：北部、西部及南部均以12煤层冲积层下潜伏露头为界，东部及东南部以F1~F3断层组为界，深部以煤12盆状向斜底- 530标高为最终深度，矿井面积约为9 km2。
井田开采范围坐标见表1.1。
1.1.2地形地貌本区为一平坦的冲积平原，东南面沿陡河东岸是由奥陶纪石灰岩构成的东北－－西南方向起伏伸展的低山丘陵。
从东往西有巍山（＋290 m）、凤山（＋180 m）、小梁山（＋100 m）和菀豆山（＋38 m），由菀豆山向西南倾没于平原之下。
由巍山向东北低山丘陵接连绵延，地势逐渐增高，直到青龙山标高达＋493.01 m。
在井田北面约7 km由震旦纪灰岩构成的低山丘陵，东西方向横伏，这两条低山丘陵在井田东面的青龙山一带相汇合。
低山丘陵的伸展方向与地层走向方向一致。
井田内地势平坦，但北部稍高，向南低下，北部地面标高为+38.8 m（湾35孔），南端标高为＋23.85 m（湾补6孔），倾向陡河。
1.1.3河流水系流经本区东南边的陡河，发源于北部山区，上游由二支汇成，东支称管河，发源于丰润县福山寺管泉，西支称泉水河，发源于丰润县赵庄上水路。
二支水流在双桥村北侧汇合，向南流经唐山市区，下游汇集石榴河，向南流入渤海。
河北省水利厅于1965年在双桥村一带修建了陡河水库，水库大坝距井田东端的最近距离为2200 m。
陡河及陡河水库虽然距井田区甚近，但是因其底下均赋存有百余米的第四纪松散沉积物，而且存在有隔水作用的粘土层，对本矿充水没有直接的影响。
矿井概况2.1.1矿井地理位置开滦（集团）荆各庄矿业分公司位于河北省唐山市北偏东约13 km处，南距马家沟矿6 km，距原京山铁路开平车站10 km，东距陡河发电厂4.5 km。
2.1.2井田状况荆各庄井田属于开平煤田，位于开平向斜的西北侧。
中隔凤山-缸窑背斜自成一盆状向斜。
井田北部、西部及南部均以12-2煤冲积层下潜伏露头为界，东部及东南部以F3断层为界，深部以12-2煤盆状向斜底-530 m标高为最终深度，南北长约3.5 km，东西宽约3.4 km，北端闭合，南端开放，其轮廓恰似一直径3.5 km的亚圆形，面积约9 km2。
2.1.3地质条件荆各庄井田的整体构造形态为一盆状向斜。
向斜轴线偏居西侧，近南北延伸，中部略向西呈弧形弯曲，并向南偏东倾伏，倾伏角约5～6°。
断裂构造和褶曲是井田内的主要构造形式，并由此造成含煤地层的产状起伏变化、节理裂隙纵横发育。
矿井的主采煤层为9、11、12-1、12-2号煤，其中9~11煤层、11~12-1煤层平均间距约17.9m；12-1~12-2煤层平均间距约4.5m，煤层平均厚度分别为7.43m、1.62m、2.17m、4.69m。
井田内各煤层均属气煤类，结焦性能较差，主要为动力用煤。
表1 可采煤层特征表2.1.4开拓开采方式采用立井多水平、暗斜井延深。
主井、一号副井和二号副井三个立井均设在工业广场内。
矿井共有三个水平，即一水平（-375米水平）、二水平（-475米水平）、三水平（-530米水平）。
现开采的有一水平东翼采区、一水平西翼二采区、三水平轴东采区、三水平轴西采区。
长壁后退式综合机械化采煤，垮落法管理顶板。
2.1.5生产规模矿井核定生产能力195万吨/年，2009年实际完成产量165万吨；2010年产量140万吨，符合规定。
现在有两个综采队生产。
2.1.6安全系统简介(1)安全管理体系公司的安全管理主要由六个体系组成，即安全组织领导体系、专业安全管理责任体系、安全教育培训体系、安全监督保障体系、隐患排查预警体系、应急救援体系。
复采工作而煤层自然发火防治技术研究摘要：荆各庄矿进入资源枯竭期后，为了延续矿井服务年限，提高资源回收率，主要挖潜开采井田边角余煤、复采区残煤、薄煤层。
针对复采区掘进、回采防灭火工作中深入研究分析，积极引进新设备，改进防灭火工艺，依靠科学严细的技术管理，杜绝了自然发火事故，取得显著效果。
关键词：复采防灭火成像仪1 前言荆各庄矿1979年投产，年产120万吨，易自燃发火矿井。
共有四个可采煤层，即9s(7.43m)、11s (1.62m) 、12-1s (2.17m) 、12-2s (4.2m) ，其中9s发火期两个月，据统计矿井建矿以来共发生较大自燃发火隐患89次。
目前矿井可排产储量不足200万吨，2012年矿井挖潜产量占总产量81.04%，并且主要集中在九煤层。
由于挖潜区域的地质构造、老巷道交错、煤体松软、区域漏风等问题，导致自然发火概率上升，防灭火工作成为制约矿井发展的重要因素。
2 复采区防灭火重点难点根据复采区工作面自身特点，以及工作实践总结，认为目前复采综采工作面防灭火重点难点有以下几方面：①揭露的老巷道复杂交错，时隔年限长，可能与其它区域连通，存在漏风通道。
②工作面大多是边角余煤，煤层产状差，断层较多。
③复采区域煤体松软，在掘进期间巷道上顶冒高区域多，形成漏风通道。
④复采区煤层自身含有一氧化碳气体，为防灭火检查判断增加了难度。
3 2390工作面自然发火防治实例3.1 2390工作面概况2390为九煤层复采工作面，位于二水平东翼采区，自然发火期两个月，工作面全长2100米。
在掘进过程中，由于过多的揭露断层和薄煤带，被迫更改设计四次，增添了多个台棚和一个风桥之后，2390工作面形成了新的布局，从掘进开工至回采历时15个月。
由于其九煤层具有巷道上顶冒高点易发火的特点，同时该工作面又是复采区，所以在防灭火工作中遇到了很多新问题。
3.2 科学组织严细管理2390工作面施工前已经预想到防灭火工作将是重点和难点，掘进期间就将该工作面确定为集团公司重点督导工作面，针对复采区的特点强化了现场管理。
荆各庄矿业公司概况一、公司概况：(一)地理位置及井田范围开滦集团荆各庄矿业分公司位于唐山市东北约13km，自成一盆状向斜。
南北长约3.5km，东西宽约3.4km，井田面积10.60k m2。
（二）井田开拓与开采储量：井田内地质储量1.4亿吨，其中可采储量7268万吨，截止到2007年底地质储量6854.6万吨，可采储量3603.4万吨。
开拓方式：采用立井多水平、暗斜井延深。
三个立井分别设在工业广场内。
矿共有三个水平。
现开采的有两个水平：有一水平西二采区、三水平东翼采区及南翼采区。
采煤方法：采用走向长壁区内后退式采煤法。
（三）提升、排水、通风、运输系统1、提升系统主、副及新井均为立井，到达一水平（-375m）。
井口标高+35.5m。
主井井深 411.3m，装备一对 9吨箕斗；副井井深422.9m，装备一对铝合金双层罐笼；新井作为进风井，井深431m；一水平以下的主运系统为皮带暗斜井，辅助运输为轨道暗斜井，担负二水平、三水平的煤炭运输和辅助运输。
2、排水系统本矿井三个水平均已构成了永久排水系统。
一水平正常涌水量为902.4m3／h，最大涌水量为2092.8m3／h，共布置18台水泵，每台排水量420m3/h，其中9台工作，6台备用，3台检修；二水平正常涌水量 181 m3/h，最大涌水量1512 m3/h，共布置11台水泵，其中5台工作，4台备用，2台检修，每台排水量450 m3／h。
三水平正常涌水量为3.12m3／h，最大涌水量为11.28m3／h，共布置6台水泵，每台排水量420m3/h，其中2台工作，2台备用，2台检修；由主井敷设2条Φ480×15mm管路直通地面，副井铺设4条Φ419×17.5mm 排水管路直通地面。
3、通风系统矿井通风方式采用中央并列抽出式。
主井回风，新井、副井进风。
回风井装备有两台电机功率800KW，型号2KZ-28得主扇，一台工作一台备用。
4、运输系统井下主要运输大巷选用SDJ—150皮带。
辅助运输为ZK—7—6／550型架线电机车，牵引1.7吨矿车。
5、矿井供电系统矿井共有三趟供电线路，地面设有变电站一座，三条35kV的高压电源分别从新城子、后屯输入，总长度29km，主变共有三台，总容量为6300kVA×3，其中：两台并列运行，一台冷备用。
地面的供配电：从地面变电站35kV变为6kV，输到地面外围变电所，变电所由6kV变为380V，输送到各用户。
井下供配电：从地面变电站35kV变为6kV，输送到井下-375中央配电室、209泵房配电室以及三水平中央配电室，然后经高压电缆输送到各采区配电室；或者以6kv由配电室输送到采区移动变电站，采区移动变电站由6kV变为660V （或1140V）输到工作面。
主排水泵直接使用井下中央变电所输送的6kV电源。
（四）矿井自然安全条件1、矿井地质构造及特征褶曲构造：井田本身为一盆状向斜，边缘急陡，中部平缓，略有起伏。
断裂构造：总体上讲，向斜轴以西以逆断层为主,而向斜轴以东则以正断层为主。
2、煤层及顶底板岩性本井田煤系主要由石炭系上统和二叠系下统地层组成，煤系地层总厚度约450m，共含大小煤层19层，其中可采煤层共四层，即煤9、煤11、煤12—l、煤12—2。
煤11、煤12—1、煤12—2顶底板岩石较坚硬，岩层较稳定平整。
煤9直接顶板岩层不稳定，易破碎冒落；老顶为灰白色中砂岩。
3、矿井瓦斯等级及煤尘爆炸指数与煤层自然发火情况矿井属于低瓦斯矿井；煤尘爆炸性：煤层爆炸指数为43～58％。
煤层自燃倾向性：9煤层为易自燃煤层，发火期为2个月，其他煤层自然发火期为8～12个月。
4、矿井水文地质情况地表最高洪水位：流经本井田东南端的陡河，发源于北部山地，主流全长100km。
夏秋季最高水位＋19.8 m，历史最高洪水位＋21.0m，也是公司的最高洪水位。
通过观测表明矿井涌水量对大气降水反应极不敏感。
本井四周围无小煤窑。
矿井水文地质类型为复杂型，有八个含水层，自下而上分别为：奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层；K2—K6砂岩裂隙承压含水层；K6一煤12砂岩裂隙承压含水层；煤9一煤7砂岩裂隙承压含水层；煤5以上砂岩裂隙承压含水层；第四系底部卵砾石孔隙承压含水层；第四系中上部卵砾石孔隙承压含水层和潜水含水层。
其中与矿井生产较密切的为I、II、III、V、VII五个含水层，II、III两个含水层受采掘直接破坏，是矿井的直接充水源。
二、通防方面一、通风系统1、矿井通风系统矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，副井、2#副井进风，主井回风，矿井各采区均为独立通风（即一条山上进风，一条上山回风，工作面进回风巷采用风桥或绕道两种形式与进风上山和回风上山联络。
所有采掘工作面等主要用风地点风量都能满足要求）。
矿井主扇型号：2KZ-No.28的轴流式风机(一台运转、一台备用)，装机容量：800Kw。
主扇排风量为161.48 m3/s，矿井总进风量为146.59m3/s,矿井生产能力核定矿井所需风量为100.77 m3/s。
有效风量率89.54％，矿井等积孔3.96m2。
根据《煤矿安全规程》的要求，矿业公司每年都进行通风能力核定工作，2008年矿井通风核定生产能力205.9万吨/年，实际完成产量185.32万吨；2009年实际完成产量165万吨，符合《煤矿安全规程》的要求。
2、采区通风系统矿井生产水平和采区实行分区通风，我们根据集团公司通风部采区设定标准，规范了采区设计，施工两条上山的通风形式，即由下部石门进风，经采区进风上山或本煤层上山——工作面运输巷——工作面——工作面回风巷——采区回风上山——采区上部回风石门到采区回风大巷，通风系统符合规程要求。
井下用风地点每10天进行1次风量测定，所有地点风量均满足要求。
不存在不符合规程的扩散通风、采空区通风和工作面利用通风机通风的现象。
每月对采区的生产和通风能力进行核定，杜绝超通风能力生产的现象。
串联通风地点制定了专项通风的安全技术措施，现场严格落实执行，矿井没有违反《煤矿安全规程》的2次及以上串联通风。
3、局部通风矿井局部通风严格落实《煤矿安全规程》一百二十八条规定，局部通风选型上我们采用了性能先进的对旋局扇，所有局部通风地点均实现了“四双、三专、两闭锁、一自动”，即局部通风机实行“四双”（双风机、双电源、双线路、双开关）、“三专”（专用变压器、专用开关、专用线路）、“两闭锁”（风电闭锁、瓦斯电闭锁）、“一自动”（风机自动切换）。
局扇供电高压端全面推广使用双回路供电方式，从而保障了局部通风机连续可靠运转，杜绝了掘进工作面无计划停电停风事故。
全风压供给风量均大于局部通风机吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间巷道中最低风速符合规程规定。
局部通风机司机实行挂牌管理，现场交接班。
每7天进行一次瓦斯电闭锁试验，每天进行一次局部通风机切换试验。
4、通风设施矿井风门、密闭等通风设施构筑质量符合标准，设置能够满足通风安全需要，并在主要进回风巷之间推广使用无压风门。
另外我们狠抓通风设施的工程质量，并实行挂牌管理；完善了风门闭锁装置，确保系统的稳定和安全。
二、瓦斯治理荆各庄矿业公司为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为1.25m3/t ；绝对瓦斯涌出量为4.39m3/min ，因为瓦斯涌出量较小，所以在生产中主要依靠通风风量稀释工作面涌出的瓦斯；同时按照新规范对采掘开工作面配足瓦斯传感器，实现瓦斯电闭锁；排放瓦斯有经批准的专门措施；对长期停工巷道及时封闭；矿井配备有充足得瓦斯检查工51名，每班对各作业的地点严格按照瓦斯检查制度严格瓦斯检查；我公司装备有束管监测系统，可对工作及采空区得瓦斯涌出浓度实施适时化验分析，为制定瓦斯治理方案提供科学根据；2007年至今没有发生瓦斯聚积事故。
三、安全监测系统我公司装备有KJ101N监测系统。
根据《煤矿安全监控系统通用技术要求》和《煤矿安全监控系统及检验仪器使用管理规范》要求，井下所有掘、开工作面均安装了甲烷断电仪，实现“三专两闭锁”。
回采工作面安装了甲烷、温度、一氧化碳、风速传感器，实现了“瓦斯电”闭锁。
煤仓安设了瓦斯传感器，截止目前,井下、井上有关地点已经配齐配足瓦斯、温度、一氧化碳、烟雾等各类传感器，共计安装172个。
四、防灭火系统荆各庄矿属Ⅱ级自然发火矿井，共有4个可采煤层，均具有自燃倾向性,9s 煤层发火期2-3个月,11s、12-1s、12-2s煤层发火期8-12个月。
地面建有2个注浆站，每个注浆站灌注粉末灰能力为15m3/h。
两注浆站连接，实现了每个注浆都可以覆盖全矿。
目前为止注浆系统已经延伸至各采区、各煤层、各工作面，注浆管路共计￠108mm10830米。
配备有KSS-200煤矿自燃火灾束管监测系统，共监测井下17个点。
DM煤矿用膜分离制氮泵两台，注氮能力为500m3/h。
防灭火岩石电钻5台，罗克修充填泵1台，三项泡沫发生器3套，阻化剂泵5台，凝胶泵2台。
我们对所有的9煤层工作面利用束管监测系统实行全方位监测监控，发现煤层自燃隐患立即处理；通风区管技人员对防火重点部位、区域做好超前预报和治理规划，提前制定防火预案。
重点部位提前进行注水降温，对局部冒落地点及破损的永久密闭灌注罗克修进行封堵。
每月对通风系统进行网络解算，对防火重点区域进行均压；对超过自然发火期的工作面采空区及时注三相泡沫或注氮措施。
五、防尘系统荆各庄矿有比较完善的防灭尘供水系统，地面设有静压水池，储水量230m3，通过2号副井供井下各生产区域防尘用水。
主要供水管路直接为￠159mm，采区、工作面供水管理直径为￠108mm。
在主干供水管路上、工作面进口处安设水过滤装置，保证了防尘用水水质。
胶带机大巷每隔50米，其他巷道每间隔100米、各转载点出三通、闸阀安设高压胶管进行灭尘；回采工作面均安装了移架自动喷雾装置，改造完善了割煤机的内外喷雾，推广工作面短壁钻孔注水。
机械化掘进工作面加强机组外喷雾管理，保证机组外喷完好，喷雾雾化覆盖全断面。
加强各处转载点喷雾的管理；大力推广风水净化水幕、新型旋转净化水幕、双向控制净化水幕。
除尘风机与旋流器联合使用。
工作面工作人员佩戴防尘口罩；矿井制定了防尘管理制度，按要求定期对井下各产尘点进行粉尘浓度测定。
六、火工品管理我公司使用开滦化工公司生产的煤矿许用炸药和雷管、使用FD200-XS-BL型发爆器。
爆炸材料库内贮存的炸药量未超过3天的需要量，雷管数量未超过10天的需要量。
爆破作业规程中对爆破图表、网络电阻值计算、警戒距离等做出了明确要求。
现场严格执行执行“一炮三检”、“三人连锁放炮”制度。
近年没有发生胆药丢失及火工品事故。
