文/李慶明

（作者系平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦礦長）

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦有著60多年開采的歷史，隨著礦井服務(wù)年限延長，可采資源逐漸減少，存在接替緊張、系統(tǒng)復雜、生產(chǎn)效率低、盈利能力弱等問題，亟需通過優(yōu)化布局等手段，給礦井瘦身強體，進而改善礦井經(jīng)營被動局面。

一、礦井概況

平煤股份一礦于1959年12月投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力320萬t。井田地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件比較簡單，主要充水來源是丁戊組煤層頂板砂巖含水層。礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，可采煤層有煤塵爆炸危險，自然發(fā)火期一般為3～6個月。井田走向5km、傾斜長6.5km，采用主斜井、多水平集中石門大巷和分組上下山開拓方式，走向長壁法采煤。礦井共三個水平，一水平標高-25m，二水平標高-240m，三水平標高-517m，其中一水平已結(jié)束開采。井田內(nèi)主要可采煤層為丁組、戊組煤層，分別為丁6、戊8、戊10煤層，均為中厚煤層以及薄煤層，礦井生產(chǎn)格局為四區(qū)四面。

二、優(yōu)化布局的主要對策

1.積極開展優(yōu)化布局和工程設(shè)計

合理進行五年規(guī)劃，依據(jù)礦井產(chǎn)能確定生產(chǎn)布局，逐步實現(xiàn)減頭減面，將礦井生產(chǎn)布局調(diào)整為三區(qū)三面，人均工效提高到800t以上。編制完成了礦井“一優(yōu)三減”及“四化”建設(shè)三年規(guī)劃，合并戊一、戊二-517m至-950m生產(chǎn)采區(qū)，結(jié)束三水平戊一上山采區(qū)回采，進一步壓減采區(qū)個數(shù)。

積極謀劃礦井可持續(xù)發(fā)展，研究開發(fā)深部戊一、戊二、丁二下山采區(qū)，加快賦存條件好的三水平戊二下山采區(qū)開發(fā)，為礦井可持續(xù)發(fā)展注入動力。理清壓茬關(guān)系和開采順序，根據(jù)礦定保護層開采技術(shù)路線，合理安排采掘順序。合理規(guī)劃丁二、戊一、戊二采區(qū)上下分層資源，布置大儲量工作面，力爭保證礦井采掘接替，為高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。加快二水平大巷煤柱等采面開發(fā)進度，在礦井深部區(qū)域瓦斯治理任務(wù)繁重、接替緊張期間，通過煤柱面復采充實礦井產(chǎn)量，近五年挖掘煤柱工作面圈定儲量500萬t以上。

優(yōu)化礦井行人系統(tǒng)，完成了丁戊二采區(qū)行人聯(lián)絡(luò)巷的施工和戊二下山采區(qū)架空乘人裝置的安裝，解決了丁二、戊二采區(qū)行人問題，縮短了職工上下班路途時間。優(yōu)化礦井通風系統(tǒng)，對二水平丁戊三大巷等礦井二水平煤柱回收區(qū)不再使用的巷道進行封閉，簡化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)。

2.推進項目建設(shè)，為系統(tǒng)優(yōu)化創(chuàng)造條件

隨著采深不斷增加，三水平供電、壓風、排水、輔助運輸、瓦斯抽采等各個生產(chǎn)系統(tǒng)無法滿足深部區(qū)域安全生產(chǎn)需要，因此亟需加快三水平下延工程的建設(shè)。因此，平煤股份一礦不斷加大北三工程組織協(xié)調(diào)力度，提前籌備各項工程，組織礦建、土建、安裝單位，排定工期組織施工，推進了北三提升機房、井筒裝備、壓風機房等工程進度，完成了北三副井井筒裝備，為深部開采創(chuàng)造了各種系統(tǒng)條件。

3.實施礦井各主要生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

（1）礦井主運輸系統(tǒng)優(yōu)化。礦井主運輸系統(tǒng)有并行的兩套系統(tǒng)，其中一水平主斜井系統(tǒng)有10套運輸設(shè)備（其中6部皮帶），裝機功率6542.1kW；二水平主斜井系統(tǒng)有27套運輸設(shè)備（其中19部皮帶，含排矸巷及煤樓），裝機功率5767kW。兩套系統(tǒng)日運行時間長達20小時，皮帶均達不到滿負荷，占用了大量運行和維護人員，費用投入高，增加了礦井機電運行成本。

系統(tǒng)優(yōu)化主要考慮兩個方面，一是停運1套主運輸系統(tǒng)，二是在采區(qū)外圍規(guī)劃新建大容量煤倉，實現(xiàn)集中出煤，減少外圍皮帶系統(tǒng)運行時間。

考慮巷道狀況、各部皮帶運輸能力和采區(qū)煤倉方案等因素，充分利用一水平主斜井，戊七一部、戊七二部、戊一巖石皮帶三部，主運一部二部等運輸能力較大的皮帶，施工主運轉(zhuǎn)載巷70m。停運其余主系統(tǒng)及為該系統(tǒng)服務(wù)的設(shè)備運輸通道、硫化設(shè)備等。優(yōu)化后可減少人員93人，年度節(jié)約2290萬元。同時，在主力采區(qū)戊一和丁戊二采區(qū)上部新建4000t左右容量的煤倉，每天壓縮一個班的出煤時間，壓縮出煤時間年節(jié)約費用達600多萬元。

（2）礦井物料運輸系統(tǒng)優(yōu)化。隨著礦井水平的延伸，礦井物料運輸系統(tǒng)不斷延伸，運輸環(huán)節(jié)多、距離長、人員投入多、設(shè)備維護保養(yǎng)費用高。因此，依托新裝備的北三副井，進行配套料場、加工車間等工程改造，擬逐步停運礦院副井、戊七斜井運輸系統(tǒng)，利用北二、北三副井入井。

優(yōu)化系統(tǒng)后，輔助運輸人員減少194人，物料單程運行時間至少縮短44小時。同時，可停用巷道約8000m，單程運輸費用由520元/車降至210元/車，年經(jīng)濟效益約1550萬元，還可減少停用巷道內(nèi)供水、壓風、通訊、防塵等投入。

（3）礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化。礦井通風方式采用多進風井、多回風井混合式通風，通風方法為抽出式，8個井筒進風、3個回風井回風，礦井3組主要通風機聯(lián)合運行。

通過礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，合理分配主扇供風區(qū)域，停運北一或北二主扇。僅用兩組主要通風機滿足礦井通風任務(wù)，可節(jié)約人員14人，節(jié)約人工、用電和維護等費用共1164萬元/年。

綜采工作面

（4）礦井排矸系統(tǒng)優(yōu)化。排矸系統(tǒng)分為軌道礦車排矸系統(tǒng)和三水平下延皮帶連續(xù)排矸系統(tǒng)，系統(tǒng)僅采區(qū)外運輸距離長達4000m，運輸環(huán)節(jié)多。

通過分析矸石來源和矸石量，完善北三副井提升和地面排矸系統(tǒng)，將戊一下山和戊二下山矸石通過皮帶、礦車由北三副井排至地面。此外，大力推進綠色礦山建設(shè)，推廣應用矸石不升井模式，研究進行矸石充填。優(yōu)化后，北三副井排矸將減少運輸距離約2000m，減少排矸系統(tǒng)投入的人員、設(shè)備運行費用約30萬元，同時為北一副井停運創(chuàng)造條件，并可減少大量煤矸混運，有利于原煤煤質(zhì)和售價提升，提高銷售收入。

（5）礦井排水系統(tǒng)優(yōu)化。礦井為一級排水，三個水平各有1套排水系統(tǒng)，2021年底-950m排水系統(tǒng)安裝后，礦井將有4套排水系統(tǒng)。隨著開采向深部轉(zhuǎn)移，需要及時關(guān)閉部分中央排水系統(tǒng)。考慮到生產(chǎn)生活用水的需要，二水平排水系統(tǒng)暫不關(guān)閉，關(guān)閉一水平排水系統(tǒng)和三水平排水系統(tǒng)，停運一水平和三水平-517m排水系統(tǒng)，拆除2套二水平排水泵，適當減少設(shè)備維護費用，同時可以解決深部區(qū)域供水不足的問題。

（6）礦井供電系統(tǒng)優(yōu)化。平煤股份一礦井下供電由中央變電所送至各采區(qū)變電所，各采區(qū)變電所送至各用電地點，目前共有19個變電所及配電點。

礦井供電系統(tǒng)優(yōu)化方案包括兩項。一是變電所合并，合并二水平戊一三變和戊一四變，合并二水平戊一五變和三水平戊一二變，合并二水平丁一二變和三水平戊一一變，減少變電所數(shù)量；二是實施變電所無人值守改造，減少人員投入，同時盡早投運-950m中央變電所，解決深部區(qū)域供電負荷不足的問題。

（7）礦井壓風系統(tǒng)優(yōu)化。平煤股份一礦現(xiàn)有地面壓風機房三個：分別為北一、北二和綜合廠壓風機房。北三壓風機房將于2021年10月投入運行，運行后停運三水平戊一下山臨時壓風機，并視二水平采掘工程和系統(tǒng)優(yōu)化情況，停運北一壓風機房，可節(jié)省三水平戊一下山臨時壓風機電費及維護費用130萬元/年、節(jié)省北一壓風機電費及維護費用230萬元/年，同時將會解決深部區(qū)域壓風能力不足的問題。

三、結(jié)論

通過礦井生產(chǎn)布局和系統(tǒng)優(yōu)化，關(guān)閉了淺部結(jié)束采區(qū)，實現(xiàn)了減頭減面、集中生產(chǎn)，礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)進一步優(yōu)化，節(jié)約了大量系統(tǒng)設(shè)備、崗位人員、巷道維護等投入，解決了礦井系統(tǒng)復雜、崗位人員不足、生產(chǎn)效率低等問題，礦井運行成本下降約20元/t，對于多水平老礦井的發(fā)展具有借鑒意義。