平朔井工二矿回采10号煤可行性分析

黄健;张赓

【摘 要】通过分析平朔井工二矿9号和10号煤层间夹矸厚度分布以及煤层间赋存情况,在10号煤层筛分浮沉试验报告以及研究不同洗选工艺下生产的商品煤煤质的基础上,分析了回采10号煤加工成平8和平9 2种商品煤所产生的收益、回采成本以及10号煤的洗选成本,结果表明回采10号煤经济可行. 【期刊名称】《露天采矿技术》 【年(卷),期】2015(000)008 【总页数】4页(P17-20)

【关键词】回采;经济性;可行性;分析 【作 者】黄健;张赓

【作者单位】中煤平朔集团有限公司,山西朔州036006;中煤平朔集团有限公司,山西朔州036006 【正文语种】中 文 【中图分类】TD214+.1

DOI∶10.13235/j.cnki.ltcm.2015.08.006

平朔矿区井工二矿煤田，位于宁武煤田北端，朔州市平鲁区境内，井田面积13.77 km2。井工二矿主要含煤地层为石炭系太原组，地层厚度62.63～109.20 m，平均厚度83.50 m。井工二矿共含12层煤，煤层总厚30.20 m，主要可采煤层为3层，分别为4#煤、9#煤、11#煤，另外7#煤层为高硫煤层。井田内开采的煤层为

4#、9#煤，其赋存较稳定，构造较简单。截止到2012年底，井工二矿煤炭资源保有储量为22 394.56万t，可采储量为4 796.67万t，其中，4#煤可采储量为383.5万t，9#煤可采储量为905.98万t，11号煤可采储量为3 507.20万t。煤的种类主要为气煤[1]。

9#煤层位于上统太原组，煤层赋存稳定，埋藏深度约170 m，煤层平均厚度为13.60 m，含夹矸1～2层，夹矸厚度为0.03～0.8 m，一般厚0.4 m。煤层硬度系数f＝2，煤层倾角为2°～5°。煤层直接顶为泥岩或砂泥岩，厚为0.6～8.4 m，煤层底板为砂质泥岩和炭质泥岩，平均厚度3.5 m[2]。

为了降低开采9#煤的成本，提高开采的经济性，需对10#煤进行回采。由于9#煤层与10#煤层间夹矸厚度不均匀且10#煤层较薄，通过对9#煤层与10#煤层间夹矸厚度进行测量，并对回采经济性进行分析，预测回采10#煤成本以及回采10#煤加工成平8和平9 2种商品煤的收益，从而确定开采10#煤的经济可行性。 1.1 煤层构造

平朔井工二矿主要开采29209工作面和29210工作面。

29209工作面预计存在5条断层，目前回采位置到预计停采线有2条断层（距切眼1 091 m处遇F426：5.0 m∠65°；距切眼1 163 m处遇F425：2.6 m∠57°）。由于前期沉积不均匀，9#煤与10#煤夹矸厚度不均。

29210工作面预计存在7条断层，目前回采位置到预计停采线有5条断层（距切眼945 m处遇F945：1.0 m∠62°；距切眼1 173 m处遇F427：5.6 m∠65°；距切眼1 283 m处遇F455：1.0 m∠62°；距切眼1 182 m处可能遇H＝4 m推测断层；距切眼1 400 m处遇断层：0.8 m∠48°）。前期沉积不均匀，9#煤与10#煤夹矸厚度随沉积条件变化，断层带可能存在风氧化。 1.2 9号煤层煤质特征

井工二矿9#煤层全井田均有分布，厚5.37～27.60 m，平均14.63 m，煤层结构

复杂，由2～11个煤分层组成，一般为4～6个，全井田分布，中部和东南部煤较厚，为全区可采的稳定煤层。

井工二矿9#煤层原煤主要煤质指标灰分Ad、全硫St，d和发热量Qgr，d的分布直方图和等值线图如图1～图6。

9#煤层原煤的空干基水分Mad的范围为1.34～4.02%，平均值为2.41%；原煤干基灰分Ad范围为18.%～39.2%，平均值为27.3%，从原煤灰分分布直方图1可以看出，原煤灰分集中分布在19%～31%区间内，总体上属于中灰煤，浮煤的灰分范围为6.2%～19.75%，可知洗选加工对高灰分原煤的灰分脱除效果较好。 由煤层灰分平面等值线图2可以看出，9#煤层区域波动较大，大部分区域为中灰、中高灰煤，在矿区中部和南部零星分布由少量高灰煤资源。

9#煤层浮煤的干燥无灰基挥发分分布范围为35.11%～44.41%，属于中高～高挥发分煤；原煤全硫St，d范围为0.72%～3.58%，平均值为2.09%，从原煤全硫分布直方图3可以看出，原煤全硫集中分布在1%～3%区间内，总体上属于中高硫煤；从原煤与浮煤的全硫对比可知，浮煤全硫与原煤相差不大，主要原因是原煤形态硫由硫铁矿硫和有机硫组成，其中硫铁矿通过洗选加工能够脱除，而有机硫多存在于煤的大分子结构中，通过洗选难以脱除，从而导致浮煤的全硫变化不大。 由煤层全硫St,d等值线图4可以看出，9#煤层全硫分布区域波动较大，大部分区域为中硫煤和中高硫煤，高硫煤主要集中在矿区的中部和南部。矿区北部和西部布着少量低硫煤。

原煤干基高位发热量Qgr.d分布范围为18.35～25.37 MJ/kg，从原煤发热量分布直方图5可以看出，原煤发热量集中分布在21～24 MJ/kg区间内，总体上属于中发热量煤。

由煤层发热量Qgr.d等值线图6可以看出，9#煤层大部分区域为中发热量煤，西部分布少量的中高发热量煤。

9#煤层结构较为复杂，中部和东南部煤层较厚，夹矸层比较多，导致附近区域原煤的煤质特征波动较大。 1.3 煤层赋存情况

通过井工二矿2个工作面钻孔煤层厚度资料，分析了9#煤层与10#煤层的煤层厚度以及煤层间夹矸的厚度，对于29209工作面，9#煤层平均厚度位12.33 m；10#煤层平均厚度为0.4 m；9#煤层与10#煤层之间夹矸平均厚度1.13 m。对于29210工作面，9#煤层平均厚度11.81 m；10号煤层平均厚度0.57 m；9#煤与10#煤之间夹矸平均厚度1.33 m。 1.4 开采工艺

井工二矿采用斜井开拓方式，共布置主斜井、胶轮车副斜井、回风斜井3个井筒。主水平布置在9#煤层中，11#煤层设置辅助水平，主、辅水平采用斜巷相连。9#煤主水平设主、辅、风3条大巷，大巷东西向布置、单翼开采，11#煤只设辅运大巷，主运大巷和回风大巷与9#煤大巷共用。巷道掘进采用综掘，回采工作面采用倾斜长壁布置，根据煤层厚度的不同选用综放或综采工艺，全部冒落管理顶板，工作面长度220～330 m。 1.5 洗选工艺

原煤首先破碎至150 mm，经13 mm分级后，13～150 mm经浅槽重介分选机1次分选，分选成块精煤、块矸石2种产品。13 mm以下的末煤经重介旋流器1次分选，分选成末精煤、末矸石2种产品，煤泥经加压过滤处理。依据灰分要求，如果末煤不分选的话，13mm以下的经脱水处理后直接落产品煤堆。主要产出商品煤品种有平四和平九。 2.1 10#煤洗选性分析

10#煤筛分沉浮试验结果见表1和表2。对于粒径小于13 mm的颗粒，占试验颗粒总量的70%，粒径大于13 mm的颗粒，占试验颗粒总量的30%。由表可知，

2种粒径下，沉浮级别为1.75F的颗粒含量较多且灰分较低，沉浮级别为1.75S的颗粒含量较少且灰分较高。因此，为了保证产出商品煤的煤质，应在不同的洗选工艺下，对10#煤回收率进行控制[3-4]。

不同工艺下洗选产品煤质见表3。由表3可知，当采用全系统洗选时，灰分为20.25%，硫分为3.45%，回收率为74.22%。如果满足平8#煤种发热量，需降低回收率；当灰分小于19%时，预计回收率为71.56%，按平8#煤车板价666.35元/t。每吨10#原煤加工成平8煤，测算收入为476.84元/t。全块排矸洗选，灰分29.77%，硫分4.21%，回收率91.47%，可加工平9#煤。按平9#煤车板价455.35元/t。每吨10#原煤加工平9#煤种，测算收入为416.5元/t。 2.2 回采10#煤成本

目前10#煤总厚度大约为0.5m，9#煤与10#煤之间夹矸厚度平均1.23m，10#煤与夹矸的总厚度约为1.73 m，煤岩比例为：煤占22.8%，岩占77.2%，即采1 t 10#煤需采9#～10#煤间夹矸3.38 t。按回采1 t煤需直接成本13元，测算采1 t 10#煤需要56.97元（含开采9#～10#煤层间夹矸费用）。 2.3 洗选费用

根据公司洗选加工成本计算，全块排矸工艺洗选加工成本11.5元/t，全系统工艺洗选加工成本9.4元/t，矸石清运费用6.4元/t。洗选平8#煤（进行全系统洗选），入洗1 t 10#煤，同时混入3.38 t矸石（9#～10#煤夹矸），洗选产生矸石为0.28 t，洗选费用为41.17元/t（含混矸洗选费用），矸石清运费为23.42元/t。洗选平9煤（进行全块洗选），入洗1 t 10#煤，同时混入3.38 t矸石，洗选产生矸石为0.09 t，洗选费用为50.37元/t（含混矸洗选费用），矸石清运费为22.21元/t。

2.4 回采10#煤收益

为了验证回采10#煤是否经济可行，对回采10#煤，所能产生的收益进行分析。

通过确定平8#煤价格，计算回采10#煤的成本及洗选费用，得到10#煤加工成平8#和平9#所产生的收益。回采10#煤产生的收益见表4。由表4可知，按照当前平8#煤和平9#煤的销售收入，除去回采10#煤的成本、洗选及清运费用，回采10#煤加工成平8#煤产生的收益为355.28元/t，回采10#煤加工成平9#煤产生的收益为286.95元/t。表明回采10#煤经济可行[5]。

平朔矿区井工二矿29209和29209 2个工作面，9#煤层较厚，10#煤层较薄，9#煤层与10#煤层之间夹矸平均厚度为1.13～1.33 m。由于2个煤层间夹矸较厚，对回采10#煤层的成本及收益进行测算，结果表明，除去回采10#煤的成本、洗选及清运费用，回采10#煤加工成平8煤产生的收益为355.28元/t，回采10#煤加工成平9#煤产生的收益为286.95元/t，结果表明回采10#煤经济可行。

【相关文献】

［1］何仕.山西宁武煤田平朔矿区煤层赋存规律［J］.山西煤炭管理干部学院学报，2006，19（3）：123-124.

［2］胡廷东.平朔井工二矿特厚煤层综放工作面国产设备选型与配套研究［J］.煤炭工程，2012（1）：14-16.

［3］孙再征，沈丽娟，高伟，等.煤粉分级浮沉试验方法的探索［J］.矿山机械，2011，39（8）：92-97.

［4］孙梅丽，杨雅琴，黄小平.提高煤炭浮沉试验准确性的方法探讨［J］.煤质技术，2009（S1）：16-18.

［5］李昊，张秦玥，李正.平朔矿区煤质对原煤开采经济性影响研究［J］.煤炭经济研究，2014，37（7）：55-58.