張殿振

（山東能源新礦集團(tuán)孫村煤礦，山東 新泰 271200）

實(shí)施“一優(yōu)三減”筑牢百年老礦安全基礎(chǔ)

張殿振

（山東能源新礦集團(tuán)孫村煤礦，山東 新泰 271200）

作為資源型企業(yè)，煤礦一般經(jīng)歷資源勘查、設(shè)計(jì)、基建和生產(chǎn)、封井閉坑四個(gè)階段。對(duì)于經(jīng)歷多年開采的孫村煤礦，通過(guò)實(shí)施“一優(yōu)三減”，最大程度延長(zhǎng)了礦井生命周期，為礦井探尋“后煤礦時(shí)代”轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑贏得了時(shí)間和空間，為同類礦井提供了借鑒。

老礦深井；一優(yōu)三減；挖潛增效

孫村煤礦隸屬山東能源新礦集團(tuán)，位于新汶煤田中部，距今已有一百多年的開采歷史。礦井核定生產(chǎn)能力120萬(wàn)噸/年，有7個(gè)可采煤層，6個(gè)開采水平，礦井系統(tǒng)復(fù)雜、人員多，且隨著礦井開采深度逐步增加，經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量減少，高地溫、高地壓及沖擊地壓等災(zāi)害日趨嚴(yán)重，制約著礦井安全高效發(fā)展。為破解百年老礦開采過(guò)程中的諸多難題，我們堅(jiān)持推進(jìn)礦井“一優(yōu)三減”（即以系統(tǒng)優(yōu)化為出路，實(shí)現(xiàn)減系統(tǒng)、減頭面、減人員），構(gòu)建礦井“331”系統(tǒng)優(yōu)化模式（即生產(chǎn)布局“三級(jí)優(yōu)化”、生產(chǎn)系統(tǒng)“三大優(yōu)化”及核心技術(shù)一項(xiàng)保障），對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行顛覆式改造，逐步探索出了百年老礦千米深井安全高效開采新模式，為礦井安全生產(chǎn)、持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1 實(shí)施生產(chǎn)布局“三級(jí)優(yōu)化”

一是優(yōu)化開拓布局，新建千米立井。隨著礦井開采深度的不斷加大，深部?jī)?chǔ)量日趨減少。新礦集團(tuán)將鄰近2個(gè)礦的深部資源整合到孫村煤礦，擴(kuò)大了礦井深部開采范圍。在此基礎(chǔ)上，我們按照新井建設(shè)模式，于1984年開工建設(shè)全國(guó)第一個(gè)千米立井，1996年正式投用，實(shí)現(xiàn)了第五水平與地面的直接連通，將6個(gè)開采水平優(yōu)化為2個(gè)，礦井輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、進(jìn)風(fēng)線路長(zhǎng)、人員運(yùn)送困難等難題迎刃而解。礦井最深-1100米水平采用立井加一級(jí)斜井延深方式，水平垂高由以往的200米加大到300米，為千米深井開拓提供了借鑒。

二是優(yōu)化采區(qū)布置。針對(duì)分區(qū)式布置采區(qū)煤柱易產(chǎn)生應(yīng)力集中的問(wèn)題，我們將深部采區(qū)布置由分區(qū)式優(yōu)化為片盤式，增加采區(qū)走向長(zhǎng)度，將-1100水平一、二采區(qū)合并，使采區(qū)走向由原來(lái)的500—600米加大到目前的1300—2600米，實(shí)現(xiàn)了合理集中生產(chǎn)，減少準(zhǔn)備巷道2000余米，降低了萬(wàn)噸掘進(jìn)率。

三是優(yōu)化工作面布置。孫村煤礦以開采薄及中厚煤層為主，我們堅(jiān)持“設(shè)備換人”的理念，不斷提高采掘裝備水平。通過(guò)礦井開拓布局的優(yōu)化，解決了原有生產(chǎn)系統(tǒng)制約現(xiàn)代化采掘設(shè)備安裝的難題，為礦井淘汰落后的采掘工藝奠定了基礎(chǔ)。按照“建大井、放大面”的思路，增加工作面長(zhǎng)度與儲(chǔ)量，工作面?zhèn)€數(shù)明顯減少，采掘接續(xù)緊張局面得以緩解。目前，綜采率達(dá)到100%，綜掘機(jī)械化程度達(dá)到70%以上。

2 開展生產(chǎn)系統(tǒng)“三大優(yōu)化”

為解放淺部生產(chǎn)系統(tǒng)壓覆的大量經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，孫村煤礦未雨綢繆、超前謀劃，緊緊抓住前幾年煤炭行業(yè)快速發(fā)展的機(jī)遇，2003年至2013年累計(jì)投資2億多元，對(duì)礦井淺部生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，報(bào)廢原有二到五水平生產(chǎn)系統(tǒng)，在采空區(qū)保護(hù)范圍內(nèi)重建生產(chǎn)系統(tǒng)，施工井巷工程8000余米，解放了淺部井筒保護(hù)煤柱1500多萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)換煤。形成了深部與淺部同時(shí)生產(chǎn)的格局，緩解了深部開采壓力。

一是優(yōu)化提升運(yùn)輸系統(tǒng)。主運(yùn)系統(tǒng)新建二到四水平、四到五水平皮帶暗斜井，使運(yùn)輸環(huán)節(jié)由原來(lái)的9個(gè)環(huán)節(jié)減少到目前的4個(gè)，總運(yùn)輸距離由6950米減少至5200米，提高了礦井主運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行效率和安全可靠性，年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用500余萬(wàn)元。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)通過(guò)新建兩級(jí)軌道暗斜井，打通了淺部斜井和深部千米立井的聯(lián)絡(luò)通道，減少了輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)，縮短運(yùn)輸距離2700米，人員下井時(shí)間減少2個(gè)小時(shí)，打造了老礦深井半小時(shí)運(yùn)人圈，提高了礦井抗災(zāi)能力和勞動(dòng)效率。

二是優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)。新建-800千米回風(fēng)立井，2013年停運(yùn)淺部-400風(fēng)井，解放了風(fēng)井保護(hù)煤柱372萬(wàn)噸，累計(jì)封閉閑置巷道45600米，礦井在籍巷道由原來(lái)的近13萬(wàn)米降至目前的不足8萬(wàn)米，礦井通風(fēng)負(fù)壓由原來(lái)的3700帕降至目前的1500帕。

三是優(yōu)化排水系統(tǒng)。新建-800中央泵房，報(bào)廢了原泵房，安裝大功率、大流量、高揚(yáng)程水泵，將原來(lái)五級(jí)斜排改造為一級(jí)立排，在全國(guó)范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了千米立井礦井水直排至地面，減少了排水環(huán)節(jié)及排水費(fèi)用，提高了礦井防洪抗災(zāi)能力。

3 做實(shí)技術(shù)創(chuàng)新保障

為了保障系統(tǒng)優(yōu)化工程的順利實(shí)施，安全高效開采深部資源和淺部資源，我們組織開展了礦井核心技術(shù)攻關(guān)，有34項(xiàng)科技成果獲省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)。

一是創(chuàng)新上行卸壓開采技術(shù)，解決煤柱區(qū)域開采應(yīng)力集中及深部二層煤復(fù)合頂板開采難題。

二是創(chuàng)新巷道穿老空區(qū)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)改造系統(tǒng)與淺部資源高效連接。通過(guò)超前探查及注漿錨索加固等綜合措施，成功穿過(guò)采空區(qū)，解決了采空區(qū)附近巷道布置及支護(hù)難題。

三是創(chuàng)新沖擊地壓防治技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深部區(qū)域安全生產(chǎn)。按照“布局合理、措施到位”的原則，上全各種監(jiān)測(cè)及防治系統(tǒng)，沖擊地壓災(zāi)害得到有效控制。深部采區(qū)通過(guò)備用掘進(jìn)工作面，實(shí)現(xiàn)防沖與掘進(jìn)工藝協(xié)調(diào)，合理組織生產(chǎn)。

四是創(chuàng)新高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，成功研制500#及600#高強(qiáng)度錨桿及注漿錨索，實(shí)現(xiàn)深部圍巖有效控制。

五是創(chuàng)新礦井降溫技術(shù)，解決高溫?zé)岷χ卫黼y題。自主研發(fā)了冰冷低溫輻射降溫技術(shù)，使采掘工作面溫度降低5-7℃。

六是創(chuàng)新煤矸石似膏體自流充填技術(shù)，解決淺部開采地面塌陷及矸石山污染問(wèn)題。

通過(guò)實(shí)施“一優(yōu)三減”，孫村煤礦破解了制約百年老礦安全高效開采的難題。2013年礦井完成對(duì)原有生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化改造，目前，開采水平已由原來(lái)的6個(gè)減少到2個(gè)、生產(chǎn)采區(qū)由5個(gè)減少到3個(gè)、回采工作面由5個(gè)減少到3個(gè)、掘進(jìn)工作面由19個(gè)減少到7個(gè)，井下生產(chǎn)人員由3753人減少到2037人，為礦井安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1-7月份，煤炭生產(chǎn)綜合成本同比減少83.29元/噸，同比減虧5715萬(wàn)元。截至今天，孫村煤礦已連續(xù)安全生產(chǎn)1590余天，創(chuàng)建礦以來(lái)的最長(zhǎng)安全生產(chǎn)周期。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.075