平煤大型礦井產(chǎn)能分析及對(duì)策

高樹聳

【摘 要】為充分發(fā)揮礦井生產(chǎn)能力，采用系統(tǒng)分析的方法對(duì)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、開采條件進(jìn)行了分析，提出了制約礦井安全生產(chǎn)問題的解決對(duì)策，優(yōu)化了礦井生產(chǎn)布局、提高了機(jī)械化水平和單產(chǎn)單進(jìn)水平，改善了礦井煤質(zhì)情況，對(duì)礦井效益提高意義明顯。

【Abstract】In order to give full play to the mine production capacity， this paper analyzes the mine production system and mining conditions by the method of system analysis， puts forward solutions for the problems that restrict the safety production of mine. The layout of mine production is optimized， the mechanization level and single production and single entry level are improved， and the quality of mine coal is improved. It is of great significance to improve the efficiency of mine.

【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)；產(chǎn)能；單產(chǎn)單進(jìn)；效益

【Keywords】system；capacity ； single production and single entry； efficiency

【中圖分類號(hào)】TD724 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）07-0011-02

1 基本情況

1.1 礦井概況

平煤股份一礦位于平頂山煤田中部，行政區(qū)劃屬平頂山市衛(wèi)東區(qū)。礦井于1957年12月動(dòng)工興建，1959年12月簡(jiǎn)易投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬t/年，1971年達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。經(jīng)1974年和1987年兩次擴(kuò)建，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力提高到400萬t/年，2015年12月經(jīng)重新核定生產(chǎn)能力為400萬噸。礦井為煤與瓦斯突出礦井。煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火期為3-6月。一礦目前水文地質(zhì)類型綜合評(píng)價(jià)為中等類型，礦井正常涌水量在123m3/h，最大為209.1m3/h。礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為47.45m3/min，礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.04m3/t。煤層瓦斯壓力0.01-1.54MPa，瓦斯含量1.0-7.28 m3/t。

1.2 資源賦存條件

截至2017年12月31日，礦井保有資源儲(chǔ)量21565.3萬噸，其中丙、丁和戊組煤層10384.9萬噸，己組和庚組11180.4萬噸；深部范圍內(nèi)保有資源儲(chǔ)量21081.4萬噸。全礦井合計(jì)保有資源儲(chǔ)量42646.7萬噸。

煤厚基本在2.0m左右，最厚達(dá)3.6m。井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，褶皺一般不發(fā)育。煤層沿走向雖有小的起伏，但大斷層稀少，僅在井田中、深部發(fā)現(xiàn)落差在20-40m的正、逆斷層五條，并伴有次一級(jí)寬緩向斜和背斜，井田內(nèi)小斷層較發(fā)育。

直接頂板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖，有個(gè)別地段相變?yōu)橹?、粗粒砂巖或粉砂巖。老頂主要為中、細(xì)粒砂巖，個(gè)別地段相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。直接底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，老底為中、粗粒砂巖，個(gè)別地段相變?yōu)榧?xì)粒砂巖或粉砂巖。

2 生產(chǎn)布局情況

礦井采用立斜井多水平開拓，生產(chǎn)集中在二、三水平，二水平標(biāo)高-240m，三水平標(biāo)高-517m?，F(xiàn)主要生產(chǎn)采區(qū)為二水平戊三采區(qū)、三水平戊一上山采區(qū)、戊二下山采區(qū)、戊一下山采區(qū)、丁二采區(qū)。采掘工作面數(shù)目滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。存在采區(qū)接替緊張局面，二水平戊三采區(qū)、三水平戊一上山采區(qū)即將于近3年內(nèi)結(jié)束，正在開發(fā)的有2個(gè)采區(qū)，即三水平戊一上山采區(qū)、三水平下延戊二上山采區(qū)。

3 系統(tǒng)分析

3.1 提升系統(tǒng)分析

一礦共有三對(duì)副井，即院內(nèi)副井、北一副井、北二副井，分別服務(wù)于一、二、三水平，均為立井提升，負(fù)責(zé)各水平的升降人員和提升物料等輔助提升任務(wù)。院內(nèi)副井提升系統(tǒng)核定能力為173.83萬t/a，北一副井提升系統(tǒng)核定能力為292.82萬t/a，北二副井提升系統(tǒng)核定能力為92.41萬t/a，提升系統(tǒng)總核定結(jié)果為559萬t/a。

3.2 主運(yùn)輸系統(tǒng)分析

主運(yùn)輸系統(tǒng)由一水平明斜井和二水平主斜井兩套獨(dú)立的提升系統(tǒng)組成。

一水平明斜井內(nèi)鋪設(shè)帶式輸送機(jī)型號(hào)為：DTL120/100/4×280S，其主要技術(shù)參數(shù)為：B=1200，Q=1000t/h，v=3.15m/s，L=550m，平均傾角α=17°，N=4×280kW。膠帶為ST型鋼絲繩芯阻燃膠帶。主要擔(dān)負(fù)礦井戊七巖煤帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的原煤運(yùn)輸任務(wù)。

二水平主斜井裝備兩臺(tái)GDS-100型鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力400噸/小時(shí)，帶寬1m，全數(shù)字直流調(diào)速，最大運(yùn)行速度1.8 m/s，運(yùn)輸長(zhǎng)度1490m，井筒平均傾角17°，電機(jī)功率為2×400 kW。主要擔(dān)負(fù)井下戊一巖石帶式輸送機(jī)系統(tǒng)原煤運(yùn)輸任務(wù)。

一水平主斜井帶式輸送機(jī)核定能力為426.11萬t/a，二水主斜井輸送機(jī)總提升能力為289.12萬t/a，運(yùn)輸系統(tǒng)總提升能力核定為715萬t/a。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)

一礦具有完整獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，目前有北一、北二和北三3組主要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合抽出式運(yùn)轉(zhuǎn)，礦井通風(fēng)方式為多進(jìn)風(fēng)井、多回風(fēng)井混合式通風(fēng)，通風(fēng)方法為抽出式。礦井總進(jìn)風(fēng)量為30722m3/min，總排風(fēng)量為31117m3/min，有效風(fēng)量率為91%，礦井等積孔為11.7m2，目前礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，通風(fēng)系統(tǒng)生產(chǎn)能力核定結(jié)果510萬t/a。

存在問題是礦井多二水平、多采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)作業(yè)，戰(zhàn)線長(zhǎng)、范圍廣，礦井通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，通風(fēng)路線長(zhǎng)，管理難度大的局面，不利于通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。隨著礦井采掘接替安排，需要對(duì)回采結(jié)束的采區(qū)及時(shí)進(jìn)行封閉，不斷簡(jiǎn)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)更趨簡(jiǎn)單、更加安全穩(wěn)定可靠。

3.4 瓦斯抽采系統(tǒng)

我礦共有抽采系統(tǒng)6套，其中地面抽采系統(tǒng)1套，井下抽采系統(tǒng)5套。實(shí)現(xiàn)了高突采區(qū)均安裝了瓦斯抽采系統(tǒng)，地面抽采系統(tǒng)為北二地面抽采系統(tǒng)；井下抽采系統(tǒng)分別是：二水平戊三抽采系統(tǒng)、三水平戊一抽采系統(tǒng)、三水平丁二抽采系統(tǒng)、三水平丁二臨時(shí)抽放系統(tǒng)和三水平戊一下延抽放系統(tǒng)。瓦斯抽采總裝機(jī)能力為2840kW，設(shè)計(jì)最大抽采能力為1360m3/min，抽采系統(tǒng)均安裝抽采自動(dòng)計(jì)量監(jiān)控裝置。以上六個(gè)抽放系統(tǒng)能力為1579.64萬t/a。

存在的問題是三水平下延采區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)目前沒有形成，需要及時(shí)進(jìn)行裝備。

3.5 排水系統(tǒng)

礦井現(xiàn)有三個(gè)水平開采，分別有獨(dú)立的主排水系統(tǒng)：一水平排水高度177m，主水倉容積2500m3，中央泵房安裝200D-43×7型水泵三臺(tái)。二水平井底標(biāo)高-240m，主水倉容積3780m3，二水平泵房安裝200D -65×10（或200D-65×9）型水泵6臺(tái)。三水平井底標(biāo)高-517m，地面標(biāo)高+186m，排水高度703m，水倉容量3760m3，安裝PJ150×12型水泵三臺(tái)。敷設(shè)φ273mm排水管路兩趟，從中央水泵房經(jīng)過北二副井井筒直接排到北二地面水廠。

一水平中央泵房排水系統(tǒng)核定能力為16.41萬t/a，二水平中央泵房排水系統(tǒng)核定能力為342.97萬t/a，三水平中央泵房排水系統(tǒng)核定能力為173.01萬t/a，礦井排水能力核定為532萬t/a。

依據(jù)受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量或者突水量分布規(guī)律、礦井開采受水害影響程度以及防治水工作難易程度各項(xiàng)指標(biāo)，一礦目前水文地質(zhì)類型綜合評(píng)價(jià)為中等類型?，F(xiàn)階段隨著開采深度的增加，地表水、大氣降水、小窯水已構(gòu)不成對(duì)礦井的水害威脅，我礦主采丁、戊煤層，距含水層層較間距較大，底板含水層水對(duì)我礦的采掘活動(dòng)不構(gòu)成突水威脅。目前我礦的主要水害威脅為本礦的老空積水，本礦采空區(qū)面積、標(biāo)高、采高等水文地質(zhì)資料清楚，根據(jù)地質(zhì)資料能夠針對(duì)性地編制探水設(shè)計(jì)、探放水安全技術(shù)措施，能夠有效防止水害事故的發(fā)生。

3.6 影響煤質(zhì)的主要因素及對(duì)策

3.6.1影響煤質(zhì)的主要因素

①隨開采水平的延伸，特別是進(jìn)入三水平戊二、丁二采區(qū)后，煤層變?。汉?m左右），斷層增多，煤層內(nèi)在灰分明顯增高，煤質(zhì)變差。②下分層采、掘工作面的增加，回采、掘進(jìn)時(shí)，采掘頭面頂板壓力大、破碎，掉、冒頂矸石造成外來灰分的增加，嚴(yán)重影響到礦井毛煤質(zhì)量。③隨采掘機(jī)械化程度的提高，掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)高度一般在2.6～2.8m，受煤層厚度的影響（煤厚2m左右），掘進(jìn)工作面施工時(shí)，出現(xiàn)多破矸石現(xiàn)象，造成了灰分的增加。

3.6.2 采取措施

①根據(jù)煤層厚度合理支架選型，避免出現(xiàn)因支架選型不合理造成采高超高多破矸石，影響煤質(zhì)；加強(qiáng)生產(chǎn)源頭煤質(zhì)管理，嚴(yán)控采掘頭面高度，監(jiān)督落實(shí)生產(chǎn)單位按設(shè)計(jì)高度施工，嚴(yán)禁因超高出現(xiàn)人為破頂破底影響煤質(zhì)。②針對(duì)下分層回采、掘進(jìn)工作面，進(jìn)行超前管理，采取采面上網(wǎng)、及時(shí)拉架等措施，嚴(yán)控掉頂、冒頂?shù)陌l(fā)生，盡量減少外來灰分對(duì)煤質(zhì)的影響。③加強(qiáng)對(duì)過斷層采掘頭面的煤質(zhì)管理，過斷層的采掘頭面，生產(chǎn)單位必須有過斷層的煤質(zhì)專項(xiàng)管理措施，對(duì)煤質(zhì)影響較大的斷層必須采取放振動(dòng)炮集中排矸保煤質(zhì)措施。

4 產(chǎn)能分析結(jié)論

綜上所述，礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)合理，能力能夠滿足400萬噸產(chǎn)能需要，存在的主要問題是開采逐步向深部轉(zhuǎn)移，采區(qū)接替緊張，瓦斯制約生產(chǎn)、單產(chǎn)單進(jìn)水平仍然不高。主要對(duì)策如下：①加快開拓工程進(jìn)度，推動(dòng)新采區(qū)盡快投產(chǎn)，緩解接替緊張局面。②加強(qiáng)瓦斯治理力度，避免瓦斯制約生產(chǎn)力。③提升裝備水平，提高單產(chǎn)單進(jìn)。④實(shí)施布局優(yōu)化，簡(jiǎn)化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)減人提效。⑤要嚴(yán)格管控煤質(zhì)、提高售價(jià)，努力提高礦井盈利水平。