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| 陽泉煤業（集團）有限責任公司(以下簡稱陽煤集團公司)是一個擁有6個礦11對生產礦井， 年產1600萬t的國有特大型煤 炭企業。目前，采煤綜合機械化程度達到*，高產礦井建設也創出歷史新水平。 隨著高產礦井建設的發展，地質問題對煤炭生產的影響 愈加突出，由于沒有超前查明地質構造所造成的生產被動和經濟損失逐年加大。 本文 將結合陽煤集團公司的生產和地質工作技術現狀，分析地質問題凸顯的原因，并提出解 決地質問題的對策。 1 原因分析 1.1 礦區擴大，地質條件趨于復雜 陽煤集團公司經過多年的發展，東部淺埋區的多對井口相繼報廢。為保持一定的總體生產規 模， 生產采區和礦井不得不向西、向南延伸。采掘揭露表明，采區向西向南延伸后地質條件明顯 趨 于復雜。二礦東部12區陷落柱密度為2.7個／km2，而西部13區為5.6個／km2；三礦二號 井東 部已采區陷落柱密度為5.4個／km2，而西部10采區為10個／km2。南部的五礦陷落柱分 布密 度zui高達46個／km2，已開采的19個工作面，存在較大撓曲的工作面4個，占全部開采工作 面的21%；遇見陷落柱114個，平均每個工作面中有6個。1.2 地質勘探成果控制程度偏低 (1)依據的技術標準偏低。陽煤集團公司各礦的精查勘探成果，大多形成于上世紀70年代， 只有一礦礦區 精查勘探完成于1983年。對于這一時期的地質報告，規范規定的主要地質成果指標是：查明 *水平內落差大于30m以上的斷層，地質條件好的地區應查明落差20m的斷層，對小構造發 育程度做出評述。如此指標只能滿足長壁炮采采煤方法的技術要求，不能適應綜合機械化采 煤方法對地質成果的要求。 (2)勘探工程質量較差。因主要工程在“文革”期間完成，造成工程質量較差。以冶頭勘 探區為例，在測井技術尚不完善的情況下，精查勘探共施工85個鉆孔，有56個為不取芯鉆孔 。不取芯鉆探工藝的大量采用導致勘探成果質量大大降低。其它勘探區也存在類似問題。 （3）陽泉礦區影響生產的主要地質構造為陷落柱，以鉆探為主的勘探手段對其缺乏針對性 ，查明情況十分有限。例如，五礦在累計開采的5.28km2區域內，原精查地質報 告只提供有7個陷落柱，而實際開采揭露了99個。 1.3 未知地質因素明顯增加 隨著采煤工藝的發展，開采方法發生了很大變化。15#煤厚煤層由分層開采變成了綜采放 頂 煤一次采全高。分層開采時上分層遇到的地質構造，對于中、下分層等于事先查明。而一次 采全高的綜放采煤工藝喪失了邊采邊探、以采代探的有利條件，未知地質因素明顯增加，地 質構造對產量的影響明顯加大。與之類似，陽煤集團公司五礦、新景礦目前分別只開采一層 15# 和3#煤層，無法通過上組煤的開采來預測下組煤的構造發育情況，工作面所遇到的都是未 知 地質構造，增加了生產銜接安排的困難。另外，工作面走向長度加大也增加了避開地質構造 影響的困難。 1.4 采掘設備重型化，對地質構造的適應性差 一個綜采工作面內安裝有上千噸的大型設備，一個支架重達十幾噸，一旦遇到地質構造，拆 裝 轉移非常困難。而炮采或普采工作面的搬家，以及延長或縮短與綜采工作面相比是非常 容易的。同樣是遇到地質構造，炮采、普采工作面除硬過外，還可以采用繞、跑（搬家 ）等措施過地質構造，而綜采工作面如此處理相當困難。據統計，普采工作面遇到30m 以上的陷落柱搬家一般需10～20d左右。而綜采工作面搬家則需30～40d以上。由此可見，綜 采工藝適應性差增大了地質構造對生產的影響。 1.5 采煤隊減少，遇地質構造對產量的影響大 從20世紀80年代初期至今，陽煤集團公司原煤年產量在1300～1600萬t。這樣的產量80代初 是通過4 0余個采煤隊來實現的，一個采煤隊年產量zui高也就是40～50萬t，這是一種廣種薄收的生產 組織模式。在此情況下，如果一個工作面遇地質構造，其影響的產量對全公司來說比重 并不大。當前，公司不足20個采煤隊，其中一礦綜五隊年 產量超過了200萬t，如果不能提前查明，一旦遇到地質構造就會對產量造成重大影 響，甚至危及全礦產量計劃和經營指標。這種集中生產模式使得地質構造對產量的影響比重 大大增加，凸顯了地質構造對生產的影響。 1.6 超前查明地質構造的方法、手段不能滿足需要 礦井地質工作是煤炭生產過程中的一項重要的基礎性技術工作。20世紀90年代以來，采煤方 法、采 掘設備、工作面單產都發生了巨大變化，但地質工作的方式方法則沒有很大的變化，仍然是 將主要精力放在工作面中，仍然是以分析研究為主，缺乏技術手段方法的應用，查明構造的 精度、速度不能滿足高產生產的要求。雖然近幾年我們比較成功地開展了工作面坑透和 地面三維地震工作，但仍有很多技術難題。坑透必須在工作面形成之后進行，如遇大型構造 ，仍然會導致大量無效進尺和資源浪費，甚至是工作面報廢；坑透能有效探測長軸大于30m 以上的陷落柱和落差大于1/ 2煤厚的斷層，但對其它構造如沖刷、褶曲等有效性大大降低。 三維地震勘探技術在平原區應用效果很好，但在山區的應用還處于起步階段。總之，地 質工作觀念、工作方式及資金投入滯后于采煤技術的發展，超前查明地質構造的手段不足， 也是地質問題凸顯的原因之一。 2 對策研究 2.1 轉變地質工作觀念立足超前查明的原則 針對礦區地質條件趨于復雜的客觀事實，傳統的地質工作觀念必須改變：(1)地質工作不僅 是煤炭企業技術的基礎工作，更是經濟效益的基礎工作，必須加大超 前投入力度；(2)地質基礎工作不是一勞永逸的，必須隨著采煤技術的發展不斷補充、完善 和更新，工作標準必須適應主要采煤方法的要求；(3)對于高產工作面，地質條件必須 立足超前查明。超前查明要把握好采區巷道布置前、綜采工作面安裝前和采煤工作面遇構造 采取措施前3個環節。(4)要堅持“生產需要是目標，超前查明是標準，地質分析是基礎， 應用手段是關鍵”的技術工作思路，根據采煤方法和生產銜接，超前安排地質工作。 2．2 推廣應用三維地震、坑透為主的綜合勘探手段， 提高地質成果質量 提高地質成果質量,查明隱伏地質構造，必須依賴于有效的地質勘探手段。就當前技術水平 而言，應完善以下3個方面的勘探工作。首先，以鉆探為主要手段的補充勘探工作必須到位。新布置采區內的儲量比例必須達80%以上，構造及煤層控制程度必須滿足高產的要求。其次，大力推進三維地震勘探。應當結合生產統一規劃，逐步實施，實現在采區設計前 完成三維地震勘探的工作目標。要基本查明30m以上陷落柱、5m以上落差斷層以及無煤區 ，準確率不低于70%。第三，加大井下無線電坑透工作力度。坑透工作應當按照“集 中管理，專業隊伍，提高精度，市場引導”的指導方針，在一次坑透取得較好成果的基礎上 對異常區開展二次坑透，分析研究各種地質構造的異常規律，由多解向單解，由定性向定量 逐步過渡；分析新的干擾因素及其排除方法，進一步提高坑透成果的準確率，滿足高產 要求。 2．3 優化采區、工作面設計，有效避讓地質構造 地質條件可以查明，但不可以改變。采區和工作面設計前必須認真分析地質條件的特點和地 質資料的可靠程度，結合采煤方法及礦井產量等因素，提出趨利避害的設計方案，有效避讓 地質構造。對于多煤層開采區域，要合理安排開采順序。（1）設計必須依據地質部門正式 批準的采區地質說明書，首采區段應有三維地震勘探資料；（2）采區和工作面設計在總體 上向大采長、大走向發展的同時，要兼顧地質條件、采煤工藝、采掘隊伍及礦井產量安排等 因素，合理布置工作面尺寸，并針對構造隨著采掘探明發生的變化而留有變化預案；（3 ） 選擇合理的采煤方法和開采順序，以大面綜采綜放為主，小面普采為輔，優化工作面銜 接順序，做到合理集中生產。對于工作面遇構造縮短、跳采等方案要進行詳細的經濟效益 評 估和方案比較，突出經濟效益；（4）開采結束的采區應對其設計進行總結、反思，積累經 驗教訓。 2．4 合理選擇采掘設備，提升設備過構造的能力 針對陽煤集團公司地質條件向復雜變化的趨勢， 要根據不同的地質條件，選用不同的采掘設備，加大采掘設備適應和克服構造 的能力。（1）總體上講，應具備開采薄、中、厚煤層的各類支架和采掘機械；（2）加大采 煤機組主要部件如滾筒、刀齒的強度，對于較小構造和有夾矸的煤層可直接采過，以降低因 過構造采取特殊措施的費用，并提高生產效率；（3）必須加強支架的爬坡能力和抗傾倒能 力，防止褶曲構造和煤層坡度變化造成的支架倒架、竄架、竄溜等，對于構造復雜區和回收 區，可采用小面開采，配備輕型支架。 2．5 加強工作面過構造的技術研究，規范施工組織和措施 加強工作面過構造的技術研究，順利通過地質構造已成為提升高產水平的重要環節。（ 1）要加大構造探明力度，確保每個工作面進行坑透，對坑透異常區必須打鉆證實，必要時 進行巷探；（2）對過構造的技術方案要反復論證，不僅要考慮構造規模、性質，還要考慮 產量、銜接安排及隊伍狀況，要進行經濟效益評價，要有遇特殊情況的應變方案；（3）加 強現場管理。地質部門要不間斷地跟蹤構造變化情況，定期向隊組和有關部門提供剖面圖及 預測資料；生產部門要認真研究過構造的施工工藝措施，要確保各項技術措施落實到位，并 保持一定的推進速度；（4）嚴密組織*，大膽創新。過構造期間要制定專項的經濟分配 政策，并嚴格考核，井隊*要跟班上崗，確保有效的組織協調。要及時總結經驗教訓，積 極探索，大膽創新，走出一條符合自身實際的路子，真正實現高產。 2．6 加快建立高產地質保障系統 高產地質保障系統是今后地質工作的目標。這一保障系統決不是將現有的各項地質工作 簡單相加結合而成，而應該是以本礦區特定地質條件為基礎，以滿足綜采放頂煤工藝對地質 要素查明程度要求為目標，使用*可靠的技術手段，及時有效地為礦井生產提供準確可靠 地質資料的工作過程。系統的主要構成是：以計算機為基礎的地測基礎資料、圖件 、數據信息化管理技術；以三維地震、無線電坑透、小型鉆探為基礎的地質構造探測技 術；以系統評價嚴格考核為主的科學管理技術。系統的主要技術目標是：在采區工作面設計 前，基本查明大于30m的陷落柱和大于5m的斷層、無煤區及煤層分布形態，準確率不低于7 0％；在工作面生產前查明大于30m以上陷落柱和落差大于1/2煤厚的斷層，基本查明影響綜 采生產的各類地質因素，準確率不低于85%；在生產過程中要及時準確查明工作面、掘進頭 遇到的地質構造，平面位置誤差不超過5m。系統建立應遵循的原則是：“總體規化、分步實 施、逐項突破、完善提高”。通過建立高產地質保障系統，更好地滿足高產礦井建設的需要。 |
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展會城市：北京市展會時間：2025-06-18