1、科 技 信息 0 、 引言 随 着 市 场 化 的 发 展 ， 我 国 煤 炭 产 品 市 场 的 竞 争 日 益 加 剧 ， 给 煤 炭 行 业 带 来 极 大 冲 击 。 市 场 竞 争 的 激 化 ， 促 使 煤 炭 产 品 质 量 成 为 企 业 构 建 核 心 竞 争 力 的 关 键 因 素 ， 因 此 ， 近 年 来 煤 质 问 题 越 来 越 受 到 煤 炭 企 业 的 关 注 。 本 文 就 生 产 过 程 中 存 在 哪 些 影 响 煤 质 的 因 素 ， 如 何 提 高 煤 质 ， 略 作分析 。 1 、 影响煤质的因素 1 . 1 煤层厚度 淮 南 矿 区 主 要 可 采
2、 煤 层 组 为 A 、 B 和 C 三 组 ， 组 内 煤 层 呈 层 状 分 布 ， 但 煤 层 厚 度 并 不 均 匀 ， 即 使 同 一 煤 层 同 一 工 作 面 ， 煤 厚 也 会 发 生 变 化 。 工 作 面 回 采 时 ， 如 煤 厚 小 于 采 高 ， 则 势 必 造 成 工 作 面 刷 顶 或 刷 底 ， 顶 （ 底 ） 矸 石 随 即 混 入 煤 流 中 ， 影 响 毛 煤 质 量 ， 加 之 断 层 影 响 ， 情 况 会 变 得 更 严 重 。 因 此 ， 最 理 想 的 状 态 是 在 没 有 断 层 影 响 的 情 况 下 ， 煤 厚 大 于 或 等于采高 ，
3、此时毛煤质量将保持最佳 。 1 . 2 煤层结构 淮 南 矿 区 的 煤 层 结 构 一 般 较 复 杂 ， 大 多 数 煤 层 均 含 有 1 - 2 层 夹 矸 ， 且 夹 矸 厚 度 不 均 ， 一 般 在 0 . 3 米 左 右 ， 最 厚 处 可 达 到 1 米 以 上 。 工 作 面 回 采 时 ， 如 不 对 毛 煤 里 的 大 块 矸 石 采 取 捡 矸 分 装 分 运 措 施 ， 就 会 造 成 毛 煤 灰 分 增 高 ， 这 不 但 加 大 运 输 负 荷 ， 给 安 全 带 来 威 胁 ， 还 严 重 影 响 煤 炭 的发热量 。 1 . 3 煤层倾角 淮 南 矿 区 煤
4、 层 的 倾 角 变 化 也 较 大 ， 老 区 三 个 矿 井 煤 层 倾 角 均 在 10 - 50 ， 以 李 嘴 孜 矿 煤 层 倾 角 为 最 大 。 新 区 煤 层 倾 角 相 对 较 小 ， 谢 桥 和 张 集 西 采 区 煤 层 倾 角 在 5 - 10 ， 潘 二 和 潘 北 矿 受 背 斜 影 响 ， 煤 层 倾 角 达 到 50 。 但 是 倾 角 不 是 任 何 情 况 下 都 影 响 煤 质 的 ， 只 有 当 煤 厚 略 大 于 采 高 或 掘 进 断 面 高 度 时 ， 倾 角 大 才 会 影 响 煤 质 。 如 图 1 ： 潘 北 矿 1222 ( 3 ) 运
5、顺 掘 进 断 面 图 ， 掘 进 断 面 支 护 规 格 宽 5 米 高 3 . 7 米 ， 在 煤 厚 4 米 的 情 况 下 ， 由 于 煤 层 倾 角 50 ， 从 而 造 成 巷 道 底 板 侧 破 1 . 2 米 的 矸 石 。 此 种 情 况 对 掘 进 煤 的 热 值 影 响 也 较 大 。 如 果 煤 层 倾 角 较 小 或 显 水 平 状 ， 则 掘 进 断层内所破的底板矸石会变薄或全煤 。 图 1 潘北矿 1222 ( 3 ) 运顺掘进断层图 1 . 4 断层 断 层 是 影 响 采 煤 面 煤 质 变 化 的 一 个 重 要 因 素 ， 它 的 影 响 主 要 是 由
6、断 层 的 产 状 所 决 定 。 一 是 断 层 落 差 ， 二 是 断 层 的 倾 角 ， 三 是 断 层 走 向 与 采 面 走 向 的 位 置 关 系 。 断 层 落 差 大 于 煤 厚 时 ， 采 煤 面 将 破 全 岩 回 采 ； 小 于 采 高 时 ， 局 部 破 顶 或 破 底 。 当 断 层 落 差 不 变 ， 倾 角 变 小 时 ， 此 时 采 煤 面 将 大 面 积 煤 层 变 薄 ， 回 采 时 破 顶 底 板 矸 石 量 将 加 大 。 如 图 2 ： 张 集 矿 北 区 1724 ( 1 ) 工 作 面 断 面 图 ， 图 示 ： 该 面 受 4 # 异 常 区 内
7、 部 发 育 的 一 条 落 差 2 米 的 层 滑 断 层 影 响 ， 工 作 面 有 35 米 长 刷 顶 板 ， 40 米 长 刷 底 板 ， 平 均 刷矸石达到 0 . 9 米。 图 2 张集矿北区 1724 ( 1 ) 面过层滑构造示意图 当 倾 角 变 大 时 ， 采 面 将 破 全 岩 回 采 。 当 断 层 走 向 与 采 面 平 行 时 ， 影 响 煤 质 时 间 较 短 ， 但 是 对 煤 质 的 影 响 程 度 较 大 ， 依 据 断 层 落 差 和 倾 角 ， 采 面 将 会 出 现 破 全 岩 回 采 的 现 象 ； 当 断 层 走 向 与 采 面 垂 直 时 ， 影
8、 响 时 间 最长。 同时采面受断层影响 ， 顶板也会破碎 ， 应该加强顶板管理 。 1 . 5 褶曲 大 的 褶 曲 影 响 煤 层 的 产 状 范 围 较 广 ， 因 此 在 采 区 设 计 时 都 已 经 考 虑 。 反 而 是 小 的 褶 曲 ， 存 在 于 工 作 面 内 部 ， 不 易 探 查 ， 影 响 工 作 面 局 部 地段顶凸或底凸 ， 从而造成工作面破顶或底板回采 。 1 . 6 顶板 采 面 在 回 采 时 ， 主 要 受 到 伪 顶 、 直 接 顶 和 老 顶 的 影 响 。 后 两 者 影 响 较 小 ， 主 要 是 伪 顶 ， 它 随 着 回 采 自 行 脱 落
9、影 响 煤 质 。 如 谢 桥 矿 1202 ( 1 ) 面 ， 顶 板 发 育 一 层 0 . 2 - 0 . 5 米 的 伪 顶 ， 随 采 随 落 。 该 11 煤 可 采 煤 样 灰 分 为 28 . 3 % ， 回 采 后 毛 煤 灰 分 达 到 40 . 2 % ， 增 加 了 11 . 9 个 百 分 点 ， 可 见 伪 顶 对 该 面 的 煤 质 影 响 较 大 。 只 有 当 采 高 大 于 煤 厚 时 ， 直 接 顶 随 着 工 作 面 回 采 而 被 采 落 ， 此 时 直 接 顶 对 煤 质 的 影 响 较 大 。 如 朱 集 矿 首 采 面 1111 ( 1 ) 面
10、， 该 煤 层 可 采 煤 样 灰 分 为 23 . 00 % ， 煤 厚 1 . 2 米 ， 采 高 1 . 9 米 ， 平 均 采 落 顶 板 0 . 6 米 ， 使 毛 煤 灰 分 上 升 了 24 . 2 % ， 加 上 受 异 常 区 影 响 增 灰 8 . 4 % ， 合计该面毛煤灰分已达到 55 . 6 % ， 对煤质的影响较为严重 。 1 . 7 机械化采煤程度的提高 近 年 来 ， 集 团 公 司 原 煤 产 量 连 续 提 升 ， 据 统 计 集 团 公 司 从 2006 年 原 煤 产 量 3334 . 2 万 吨 提 升 到 2011 年 的 6751 . 4 万 吨
11、， 5 年 间 产 量 翻 了 一 翻 。 从 某 种 意 义 上 说 这 和 采 煤 机 械 化 程 度 的 普 及 密 不 可 分 。 而 原 煤 发 热量却从 2006 年的 4515 大卡下降到 2011 年的 4189 大卡 ， 下降了 326 大 卡 ， 对 应 原 煤 灰 分 增 加 了 4 . 3 个 百 分 点 ， 相 当 于 5 年 间 增 加 了 3417 . 2 万 吨的产量中有 580 . 6 万吨的矸石 。 1 . 8 保护层开采 保 护 层 开 采 是 集 团 公 司 瓦 斯 治 理 战 略 的 需 要 ， 也 是 保 证 矿 井 安 全 开 采 的 首 要 条
12、件 之 一 ， 必 须 坚 定 不 移 地 执 行 。 但 作 为 保 护 层 开 采 的 煤 层 往 往 较 薄 ， 回 采 时 给 煤 质 带 来 了 严 重 的 影 响 。 如 谢 一 矿 开 采 的 5122 C 15 槽 ， 平 均 煤 厚 仅 0 . 4 米 ， 采 高 2 米 ， 平 均 采 落 矸 石 厚 度 1 . 6 米 ， 致 使该面毛煤灰分高达 80 . 00 % ， 影响了全矿原煤质量的提升 。 1 . 9 水分 水 分 也 是 煤 炭 发 热 量 的 一 个 重 要 指 标 ， 据 分 析 ， 百 分 之 一 的 水 分 可 影 响 煤 炭 发 热 量 约 65 大
13、 卡 。 原 煤 水 分 过 大 ， 还 会 给 运 输 带 来 困 难 ， 同 时 也 影 响 原 煤 入 选 ， 造 成 原 煤 直 接 落 地 。 潘 三 矿 1241 ( 8 ) 工 作 面 ， 因 顶 板 砂 岩 裂 隙 水 发 育 ， 影 响 工 作 面 正 常 回 采 ， 原 煤 提 升 上 井 后 ， 因 水 分 过 大 不能入选而被迫落地 ， 无形中造成了经济效益的流失 。 2 、 防范措施 2 . 1 煤 层 厚 度 、 煤 层 结 构 、 煤 层 倾 角 、 断 层 和 褶 曲 这 些 自 然 形 成 的 因 素 ， 应 该 通 过 选 进 的 科 学 技 术 手 段 去
14、 认 识 它 们 ， 确 定 它 们 的 位 置 和 影 响 程 度 。 然 后 采 取 合 理 的 采 煤 方 法 ， 无 论 哪 种 采 煤 方 法 ， 回 采 过 程 中 都 应 该 考 虑 合 适 的 采 高 ， 煤 层 变 薄 带 ， 构 造 复 杂 区 域 ， 应 该 提 前 预 谋 ， 过 异 常 区 采 取 合 适 的 角 度 。 对 于 厚 煤 层 ， 应 尽 量 一 次 采 全 高 ， 加 大 煤 炭 资 源 的 回收率 ， 这样矸石比例相应降低 ， 煤质自然得到提高 。 2 . 2 机 械 化 采 煤 程 度 的 提 高 ， 这 是 科 学 技 术 、 生 产 力 提 升
15、 的 表 现 ， 我 们 要 充 分 认 同 ， 但 在 管 理 上 要 高 度 加 强 。 2011 年 集 团 公 司 提 出 集 成 管 理 ， 这 种 先 进 的 管 理 理 念 需 要 多 部 门 的 配 合 协 作 ， 发 挥 各 部 门 的 管 理 主 动 性 ， 真 正 体 现 管 理 上 的 效 益 。 地 质 部 门 要 做 好 预 测 预 报 工 作 ， 提 前 预 测 采 面 前 方 的 地 质 构 造 情 况 。 生 产 技 术 部 门 根 据 地 质 资 料 ， 提 前 做 好 采 面 角 度 的 调 整 ， 控 制 采 高 。 跟 班 技 术 人 员 严 格 按
16、规 程 措 施 执 行 ， 在 保 证安全生产的同时尽量减少矸石的割入量 。 2 . 3 在 保 护 层 开 采 设 计 之 前 ， 一 定 要 统 筹 考 虑 到 保 护 层 开 采 和 煤 质 之 间 的 关 系 ， 在 发 挥 保 护 层 作 用 的 同 时 ， 努 力 提 高 煤 质 。 在 煤 层 群 中 选 择 关 键 层 位 作 为 保 护 层 ， 力 争 做 到 循 环 卸 压 ， 多 重 保 护 。 在 薄 煤 层 开 采 保 护 时 ， 综 合 考 虑 矿 井 的 提 升 能 力 ， 做 到 分 装 分 运 。 提 升 能 力 不 足 的 矿 井， 力争做到分时段提升 。
17、2 . 4 在 矿 井 生 产 中 ， 要 有 节 制 的 用 水 。 采 面 洒 水 降 尘 时 ， 要 做 到 不 让 巷 道 积 。 矿 井 出 水 点 ， 要 及 时 安 设 排 水 设 施 ， 排 至 水 沟 。 加 强 运 输 环 节 管 理 ， 以 减 少 外 来 水 分 对 煤 质 的 影 响 ， 要 加 强 运 转 皮 带 机 头 处 防 尘 洒 水装置的管理 ， 要确保做到停机停水 、 煤湿不洒水 、 洒水装置呈喷雾状 。 参考文献 1 车树成 ， 张荣伟 . 煤矿地质学 M . 中国矿业大学出版社 ， 2005 2 谢仁海 ， 渠天祥 . 构造地质学 M . 中国矿业大学
18、出版社 ， 2007 3 王 钰 ， 罗 子 付 . 昭 阳 煤 矿 岩 浆 侵 入 特 征 及 其 对 煤 层 的 改 造 J . 煤 炭科技 ， 2006 ( 1 ) ： 37 - 38 4 王 世 彬 ， 郭 厚 亮 . 煤 层 厚 度 变 化 地 质 成 因 分 析 J . 煤 炭 技 术 ， 2005 ， 24 ( 6 ) ： 6 - 7 煤矿生产中影响煤质的因素分析及防治措施 淮南矿业集团市场营销部煤质科 黄 杰 摘 要 煤 炭 质 量 不 但 直 接 影 响 煤 炭 的 销 售 价 格 和 企 业 的 经 济 效 益 ， 还 反 映 着 煤 炭 产 品 的 内 在 特 征 ， 直 接 关 系 到 合 理 供 应 、 使 用 效 率和环境保护 。 本文重点分析煤质的影响因素 ， 并提出防范措施 。 关键词 煤质 影响因素 治理措施 344
