摘 要：煤炭企业提高煤质管理水平，可以有效降低原煤灰分、水分，提高原煤回收率，进而实现提升企业利润的目的。本文以磁窑沟矿10108工作面为工程背景，通过刻槽化验的方法，结合地质构造分析预测煤质指标;回采过程采取有效措施稳定原煤质量，统计销售煤质指标与前期刻槽化验结果，通过对比分析的方法研究煤质管理和经济效益的关系。结果表明：从源头上采取煤质控制措施，原煤发热量提高414kJ/kg，水分降低0.33%，吨煤销售价格提高了10元，企业效益得到了提升。本文研究成果可以为类似条件矿井的煤质管理提供借鉴。
关键词：煤质预测;煤质管理;回收率;源头控制;煤质提升措施
煤矿企业提高煤质关系到企业的生存发展，也直接影响企业的经济效益，提高煤质同安全生产工作一样重要。当前，部分煤矿通过阶段性开采已将条件好、煤质好的采区基本回采殆尽，进入了边角煤开采、残煤回收等阶段;工作面小、回采时间短是短期面临的生产现状，且环保要求严、用户要求高，使煤炭市场竞争更加激烈;人工成本不断加大，企业的利润微乎其微，要想在竞争如此激烈的市场获取利润，不仅要保证产量，更要保证质量。而企业对煤质管理的重视程度普遍不够，关注度也不高，因此研究煤质管理与经济效益的关系对企业而言至关重要。
对于煤质管理，国内工程技术人员和研究人员也做了大量的研究。孙爱祥等[1]通过参考金属矿等开采设计规范中的相关要求，阐述了采出原煤“质” 和“量”的关系。杨文承[2]指出了煤质管理存在的主要问题，并建议重视煤质管理、完善煤质管理体系和煤质管理制度、强化源头管控和过程监管，使煤质管理逐步走向制度化、流程化、标准化。朱有彬等[3]采用现场管理和技术手段相结合的方法，改变传统的粗放型煤质管理办法，实现了精细化煤质管理。综合现有研究成果[4-8]，本文采用理论分析与实践探索相结合的方法，以磁窑沟煤矿10108工作面为工程背景，提出“以掘保采、以采保质、保质保量”的系统煤质管理思路，实现从源头抓煤质，提高煤质发热量和回 收 率，进 而 实 现 提 升 企 业 利 润、降 低 成 本 的目的。
1 10-2#煤层特征介绍
磁窑沟 煤 矿10-2# 煤 层 煤 的 颜 色 为 灰 黑-黑 色，深棕 色 条 痕，弱 玻 璃 光 泽，内 生 裂 隙 较 发 育 (5～20条/5cm)，主要为条带状结构，次为均一状结构，层状构造明 显，具 有 易 燃、焰 长、不 膨-微 膨 的 特 点，大部分为半亮煤，次为半暗煤，局部为暗淡煤。该煤层厚度为4.5m，顶板有一层200mm 夹矸，距底板1.75m 处有一层0.15m 炭质泥岩，对煤质影响较大。由于煤层条带状结构层理清晰，对比煤层中夹矸容易分辨，回采期间可以参考顶部50mm 夹矸线作为标志层控制顶板，参考 中 部150mm 夹 矸 控 制底板是实现延煤层层位回采的重要举措之一。煤层煤质柱状图见图1。
2 10108工作面布置及煤质预测
2.1 10108工作面布置及构造分布
10108综采工作面布置在10-2# 煤层东南位置，该工作面沿倾向布置，设计推进长度246m，工作面长度240m，可采煤量为39.85万t。10108工作面掘进过程揭露的构造分布如下：工作面切眼距机头43～62m 位置底板揭露最厚0.5m 泥岩;10108切 眼距机头90～120m 位置底 板 揭 露 最 厚1.0m 泥岩;10108 回 风 顺 槽 6～10 m 范 围 底 板 揭 露 最 厚1.1m泥岩;煤层顶板含有一层200mm 厚的夹矸，煤层中部有 一 层 150 mm 夹 矸，对煤质影响较大。鉴于10-2# 煤层特征较为明显，回采范围节理相对简单，区域内煤层大部分为半亮煤，参考煤层中部及顶部夹矸调整、控制回采层位，对于回采层位管理极为有利。
2.2 10108工作面煤质刻槽化验情况
对工作面胶运巷道和回风巷道进行刻槽预判工作面煤质情况，刻槽规格为100mm×50mm 巷高。10108工作面回风巷共刻槽4个，其中煤质最高发热量23546kJ/kg，最低发热量21534kJ/kg，平均发热量22843kJ/kg;10108工作胶运巷共刻槽4个，其中煤 质 最 高 发 热 量 22923kJ/kg，最 低 发 热 量21911kJ/kg，胶运顺槽的平均发热量22651kJ/kg。
2.3 10108工作面煤质预测
根据磁窑沟煤矿地质报告及地质钻探数据，结合掘进过程中底板揭露矸石的情况，参考刻槽化验结果及煤层夹矸分布状况，预测10108工作面煤质指 标：工 作 面 回 采 前 10 m 煤 质 发 热 量 为19242kJ/kg，含硫0.55%;工 作 面10m 以 后 预 测平均煤质发热量能达到20915kJ/kg，含硫0.58%。
3 存在的问题
磁窑沟煤矿洗煤厂还在建设当中，生产的原煤直接当商品煤销售，不仅煤质指标不稳定，且原煤杂物多、水分大，极 易 导 致 煤 质 事 故 造 成 用 户 拒 绝 收货，进而影响到全矿生产。回采过程中顶板管理也会直接影响煤质发热量，特 别 是 顶 部200mm 夹 矸的控制难度较大，当夹矸进入系统时，煤质的稳定性无法保障。因此，本文从采掘工作面源头进行煤质管控，并对煤质提升效果进行验证。
4 10108工作面煤质提升措施
4.1 综采煤质管理
1)10108工作面开始回采前10m 时，由于底板揭露矸石，要求工作面逐步抬高以减少底板割矸，待工作面底板见煤后开始沿巷道坡度正常推进。
2)10108工作面正常回采过程中必须保证采高达到4.5m，工作面顶板参考50mm 细夹矸为标致层往 上 挑 200 mm，以 保 证 采 高，降 低 矸 石 占 比。10108工作面机头、机尾过渡段采高要求：顶板过渡时要求机头机尾利用3架降低采高与两顺槽顶板平整过渡，3架以外保证顶板沿规定的标致层割煤;底板过渡时要求15架以内根据机械参数调整工作面保证与两顺槽平稳过渡，16架向工作面中部区段根据底煤情况卧底或抬高，禁止预留底煤，禁止割矸。
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3)开机生产2h前必须将溜槽中的矸石清理干净，生产停机过程中发现矸石必须利用空挡停机时间清理工作面溜槽中的矸石，或者根据实际情况停机拣矸;生产班要定时清理工作面架间、大脚前大块煤，以增加煤质发热量。
4)工作面两顺槽超前段、顺槽正帮杂物必须清理干净。
5)综采顶底板禁止割矸，发现构造导致割矸须采取分仓分运的措施。
6)回采期间按日考核综采采高，保煤质的同时保生产任务、保回收率，保采高的同时也间接地降低了矸 石 占 比，提 升 了 煤 质 发 热 量，增 加 了 原 煤 回收率。
4.2 掘进层位控制及煤质管理
1)强化掘进层位控制，厚煤层掘进工作面要求沿底掘进。磁窑沟煤矿10-2# 煤层厚度4.5m，掘进巷道巷高3.7m，要想控制 好 层 位 必 须 按 要 求 探 测底煤，要求每掘 进10 m 在巷道正帮探测一次底煤厚度，并标注 在 巷 道 帮 部，保证工作面正帮沿底掘进，为综采回采沿底割煤创造必要条件。
2)强化煤质化验，杜绝掘进工作面煤质发生变化影响全矿整 体 煤 质;掘 进 工 作 面 每50 m 进 行 刻槽化验，规格为10cm×5cm 巷高。
3)强化杂物管控，工作面任何区域范围不得出现杂物，生产、安装工程垃圾当天清理;责任范围不得存放废旧材料，无用的材料设备必须及时回收。
4)卸载点喷雾改为风动喷雾并设隔雨棚，或采用封闭卸载点的方式代替喷雾降尘，禁止水喷雾直接向煤流中淋雨或注水。
5)掘进工作面揭露矸石，必须对矸石单独运输，不得进入生产运输系统;煤层夹矸或工作面底板损坏出现的矸石必须立即拣矸。
4.3 胶带运输巷及各转载的煤质管理
对各胶带运输机转载点的杂物必须清理到垃圾桶，定期回收;胶带运输机转载点生产撒煤，必须先清理浮煤再冲洗粉尘，禁止撒煤直接用水冲走，水煤不得随意上皮带;胶带机中部、转载点设喷雾，必须设隔雨棚或风动喷雾;冲洗巷道淋水不得进入皮带，发现皮带积水立即清理;胶带运输巷道不得存放废旧材料，无用的材料设备必须及时回收。
5 经济效益
10108工作面回采前期，煤质管理松懈，煤质指标不稳定。从表1中 可 以 看 出，抽 查9月5日-9月10日煤质最高日平均发热量为21291kJ/kg，最低日平均发热量为20865kJ/kg，6d平均发热量为21087kJ/kg。
通过探索改进以及提出多项创新举措，并落实到煤炭生产源头过程中，煤质发热量有了大幅提升，抽查9月12日-9月17日煤质化验数据，从表2中可以看出：最高发热量为21568kJ/kg，最低发热量为21367kJ/kg，6d平均发热量为21501kJ/kg，较表1煤质发热量 提 高 了414kJ/kg，按 照 用 户 结 算 价 格，每提高4kJ/kg价格上涨0.103元。自9月12日煤质管理改进后，该工作面生产煤量为30万t，增加经济收入为305.91万元人民币。同时，原煤质量稳定可节省17元吨煤入洗成本，增加了经济效益。
6 结论
1)通过对10108工作面回采过程推行煤质管理改革创新，采取了“捡矸、除杂、清煤、控水”等非常规举措，煤质指标得以稳定，煤质发热量从21087kJ/kg提高到了21501kJ/kg，原煤水分降低了0.33%，经济效益增加了305.91万元人民币。
2)回采期间按日考核综采采高，有效地保证了生产任务和回收率，同时也间接地降低了灰分，提升了煤质发热量，对于稳定煤质起到了关键作用。
3)当工作面底板揭露构造影响煤质时，逐步抬高底板减少割矸，是保证煤质最直接最重要的措施之一。
4)工作面掘进过程要控制好层位，保证巷道正帮沿底掘进，为综采沿底割煤奠定基础。
5)杂 物 管 控 得 到 了 提 升，含杂率降低到了0.1kg/万t以下，满足了用户对煤质的要求。
6)通过研究可知将煤质管理推向制度化、标准化、常态化，并纳入到日常生产管理过程中，可以有效提高经济效益。——论文作者：时建成
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