肖雪峰

(開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司，河北唐山 063000)

0 引言

安全高效礦井的基本內(nèi)涵是“三高四好”，即單產(chǎn)水平高、勞動效率高、資源回收率高，安全狀況好、勞動條件好、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)境治理好;核心是提高單產(chǎn)水平、減線減面、減人提效［1－3］。開灤集團(tuán)東歡坨礦通過安全高效礦井建設(shè)，大力提高集約化生產(chǎn)水平，實(shí)施內(nèi)涵式增長模式，提高了單產(chǎn)和原煤工效，安全事故大幅度降低，提升了礦井的競爭力。

1 基本概況

東歡坨礦井井田屬開平煤田車軸山向斜兩翼，傾斜翼走向長13.5km，傾斜寬3.0km，急傾斜翼走向長4 km，傾斜寬0.4 km;井田面積約為42 km2。礦井自開工以來歷經(jīng)停建、緩建、續(xù)建反復(fù)調(diào)整設(shè)計過程。礦井采用立井多水平階段石門開拓方式，采煤方法為走向長壁后退式綜合機(jī)械化采煤法。礦井水、火、瓦斯、煤塵、頂板等災(zāi)害俱全，開采難度大，安全高效礦井建設(shè)面臨的問題較多。

2 建井初期煤礦生產(chǎn)中存在的主要問題

2.1 工程設(shè)計的問題

受傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)設(shè)計理念影響，所設(shè)計的采煤工作面存在工作面傾斜長度、走向長度均較短，巷道支護(hù)斷面小、強(qiáng)度低等問題，造成作業(yè)環(huán)境不良，生產(chǎn)能力受限制，給安全生產(chǎn)造成很大影響［4－7］。

采煤工作面傾斜長度普遍較小，平均在百米左右，采煤機(jī)割三角煤及調(diào)整機(jī)頭支護(hù)的時間較長，嚴(yán)重影響正常割煤效率，且增加了做出口的工作量;采煤工作面走向長度短造成工作面頻繁“搬家倒面”，掘進(jìn)單進(jìn)及工作面單產(chǎn)、效率低，影響正常生產(chǎn)銜接;巷道支護(hù)斷面小、強(qiáng)度低，造成回采工程中頻繁投入人力、物力進(jìn)行巷道維護(hù)。

2.2 采掘裝備的問題

采掘裝備水平不高，東歡坨礦2007年以前還在使用EBH－50型掘進(jìn)機(jī)，故障多、效率低;采煤區(qū)“三機(jī)”配套不完善，采煤機(jī)更新較快，但刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力與采煤機(jī)組不匹配，中厚煤層九煤層使用過ZY3600－11/28型液壓支架，薄煤層12－2煤層使用過ZY2800－10/23支架，整體支護(hù)強(qiáng)度不足，支護(hù)效果差，影響正常生產(chǎn)。

2.3 施工工藝的問題

施工工藝落后也是影響煤礦安全生產(chǎn)的一個重要因素。東歡坨礦在這方面的問題有:掘進(jìn)綜合機(jī)械化水平較低，建井初期煤巷機(jī)掘比率不足70%;開拓工作面過去一直延用炮掘工藝，未使用過巖巷掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)效率較低。

3 安全高效礦井建設(shè)采取的技術(shù)對策

3.1 實(shí)施大走向、大面長、大采高、大斷面的工作面設(shè)計

近幾年礦井工程設(shè)計上采取了增加采區(qū)走向長度，大力推廣雙翼開采，加大巷道斷面，提高巷道支護(hù)強(qiáng)度，采用大走向、大面長、大采高、大斷面的工作面設(shè)計。如3086工作面工作面設(shè)計面長為180 m、采高在4.0 m、走向長1820 m、并引入巷道服務(wù)期內(nèi)“免維護(hù)”的設(shè)計理念，巷道斷面達(dá)15.2 m2、架棚巷道由過去25U改用29U金屬拱形支架加強(qiáng)支護(hù)，作業(yè)環(huán)境明顯改善，工作面日產(chǎn)提高15%以上;在2392工作面設(shè)計中，工作面走向從1200 m增加至1860 m，傾斜長度從145 m增至186 m，循環(huán)產(chǎn)量比原設(shè)計增產(chǎn)196.8噸，并延長了機(jī)組割煤時間，減少了做出口工作量。在巷道服務(wù)期內(nèi)“免維護(hù)”的設(shè)計理念指導(dǎo)下，礦井巷道維修量明顯下降。同時大斷面支護(hù)提高了通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電等幾大系統(tǒng)的可靠性，改善了工作面的外圍環(huán)境。

3.2 選用高端采掘裝備

東歡坨礦自2008年開始在8煤層回采工作面引進(jìn)ZY9200－22/46型液壓支架、MG650/1515－WD采煤機(jī)、SGZ－960/1050面溜、SZB－730/2*75(自移式)轉(zhuǎn)載機(jī)，裝機(jī)功率達(dá)2715 kW，先后在3088、2286、2284等工作面使用，效果很好。又在薄煤層20224工作面引進(jìn)ZY4000－10/23型液壓支架、MG－200/500采煤機(jī)、SGZ－730/2*200面溜、SZZ－960/400(自移式)轉(zhuǎn)載機(jī)，機(jī)組截深由600 mm改造為800 mm，工作面最高月進(jìn)240 m，月產(chǎn)12.4萬噸，工作面單產(chǎn)提高25%。為加強(qiáng)綜采工作面頂板控制，2012年以來所有回采工作面均推廣使用智能泵站液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)水質(zhì)、乳化液濃度、泵站系統(tǒng)的管理明顯提升，減少或杜絕了頂板事故。

2010年引進(jìn)EBH－160型、EBH－200型煤巷掘進(jìn)機(jī)，與原來的EBH－50型掘進(jìn)機(jī)相比，工作面單進(jìn)提高了19%，煤巷單月進(jìn)尺最高750米，掘進(jìn)效率提高20.5%。

開拓巷道自2009年引進(jìn)EBZ200H、EBH300(A)硬巖掘進(jìn)機(jī)，后路配SJ－100運(yùn)矸皮帶，巖巷掘進(jìn)機(jī)平均月進(jìn)尺129m，單月最高進(jìn)尺達(dá)230.2m。提高效率28%。

3.3 優(yōu)化生產(chǎn)布局，實(shí)施集約化生產(chǎn)模式

通過優(yōu)化礦井的生產(chǎn)布局，合理擺布礦井生產(chǎn)水平、采區(qū)、開采煤層、工作面數(shù)，達(dá)到減面、減線的目的，提高工作面單產(chǎn)單進(jìn)水平和原煤生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)礦井的集約化生產(chǎn)管理。

優(yōu)化采區(qū)布局，實(shí)施跨上山開采。在煤12－2開采設(shè)計時，將－500水平中央上段、北一兩個采區(qū)合二為一，實(shí)現(xiàn)跨上山開采，采區(qū)走向長度增加一倍，采準(zhǔn)巷道由5702 m減少到3078 m，有效風(fēng)量增加了19.5 m3/s，節(jié)約運(yùn)煤設(shè)備6臺，巷道維護(hù)工程量下降52%。同時生產(chǎn)的工作面由兩個減少為一個。如圖1、圖2所示。

減線、減面，實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)。在－690水平中央采區(qū)增加走向長度，厚煤層八煤層開采中，采區(qū)內(nèi)本煤層只布置1個工作面，改變過去廣布工作面的做法，充分發(fā)揮高端工作面(ZY9200－22/46型液壓支架、MG650/1515－WD采煤機(jī)、SGZ－960/1050面溜配套設(shè)備)產(chǎn)能，實(shí)施集中生產(chǎn);在－500南一采區(qū)設(shè)計時，將每區(qū)段3個工作面簡化為2個工作面，增加傾斜長度50%，實(shí)施雙翼開采，減少采準(zhǔn)巷道4900m，減少了工作面安裝、拆除的工程量，增加了工作面產(chǎn)能21.5%。

圖1 －500水平煤12－2采區(qū)原設(shè)計方案

圖2 －500水平煤12－2采區(qū)優(yōu)化后設(shè)計方案

優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)。將較為分散的－500北一、北二、中央三個采區(qū)的運(yùn)煤系統(tǒng)進(jìn)行整合，施工了集中運(yùn)輸皮帶巷，采用大功率、長距離皮帶集中運(yùn)輸，提高了運(yùn)輸能力。

3.4 積極探索安全高效礦井建設(shè)模式

通過采取上述技術(shù)對策，調(diào)整了生產(chǎn)布局，改進(jìn)了工藝，提高裝備水平，提高了單產(chǎn)、效率，實(shí)現(xiàn)集約化安全高效開采模式。最終礦井形成“一厚煤層、一中厚煤層、一薄煤層”三條線生產(chǎn)格局，從2009年的產(chǎn)量95.5萬噸，到2014年礦井年產(chǎn)突破437萬噸，五年內(nèi)產(chǎn)量翻了兩番多，到十二五末，年產(chǎn)可達(dá)到450萬噸。

4 效果分析

東歡坨礦通過實(shí)施安全高效礦井建設(shè)的技術(shù)對策取得的了很好的效果。以原煤產(chǎn)量、工作面單產(chǎn)、全員效率、裝機(jī)功率、工作面參數(shù)、百萬噸死 亡率等數(shù)據(jù)比較進(jìn)行技術(shù)分析。如表1所示。

表1 高產(chǎn)高效礦井建設(shè)數(shù)據(jù)表

從表中可以看出，自2008年至2014年，礦井的工作面傾斜長度、走向長度、裝機(jī)功率大幅提高，工作面單產(chǎn)、全員效率及年產(chǎn)量明顯提高;安全狀況明顯好轉(zhuǎn)，百萬噸死亡率由2008年的1.05降到0，實(shí)現(xiàn)近六年的零傷亡，如示意圖3。

圖3 東歡坨礦近五年安全高效礦井建設(shè)成效示意圖

5 結(jié)論

幾年來，東歡坨礦通過生產(chǎn)設(shè)計理念的突破，裝備水平的提高，實(shí)施集約化生產(chǎn)等技術(shù)措施，礦井產(chǎn)量大幅提高，單產(chǎn)和效率不斷攀升，作業(yè)環(huán)境、安全狀況明顯改善，安全高效礦井建設(shè)取得明顯成效，礦井核心競爭力顯著增強(qiáng)。

［1］ 肖永福，楊宗義.安全高效礦井本質(zhì)安全型建設(shè)探討［Z］.安全高效礦井建設(shè)與開采技術(shù)—陜西省煤炭學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集，2010.

［2］ 倪興華.安全高效礦井輔助運(yùn)輸關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用［J］煤炭學(xué)報.2010，35(11)1909－1915.

［3］ 孫繼平.安全高效礦井監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.工礦自動化.2012，12(12):1－5.

［4］ 李洪濤，杜波，張驎.淺談我國安全高效煤礦建設(shè)歷程和經(jīng)驗(yàn)［J］.中國礦業(yè).2012，21(2):19－22.

［5］ 劉保申，趙連剛，石玉旺.影響安全高效礦井創(chuàng)建的因素與對策［J］.煤炭技術(shù).2007，26(8):143－144.

［6］ 劉建設(shè)，史國強(qiáng)，李建堂.淺析創(chuàng)建本質(zhì)安全高效礦井［J］.陜西煤炭.2011，5:110－112.

［7］ 馬萬祥，王文新.對如何建設(shè)安全高效礦井的幾點(diǎn)思考［J］.神華科技.2011，9(04):30－33.