實施“一優(yōu)三減”筑牢百年老礦安全基礎(chǔ)

張殿振

（山東能源新礦集團孫村煤礦，山東 新泰 271200）

實施“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、基建和生產(chǎn)、封井閉坑四個階段。對于經(jīng)歷多年開采的孫村煤礦，通過實施“一優(yōu)三減”，最大程度延長了礦井生命周期，為礦井探尋“后煤礦時代”轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑贏得了時間和空間，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，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120萬噸/年，有7個可采煤層，6個開采水平，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)濟可采儲量減少，高地溫、高地壓及沖擊地壓等災(zāi)害日趨嚴重，制約著礦井安全高效發(fā)展。為破解百年老礦開采過程中的諸多難題，我們堅持推進礦井“一優(yōu)三減”（即以系統(tǒng)優(yōu)化為出路，實現(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“三級優(yōu)化”、生產(chǎn)系統(tǒng)“三大優(yōu)化”及核心技術(shù)一項保障），對復(fù)雜系統(tǒng)進行顛覆式改造，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 實施生產(chǎn)布局“三級優(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，深部儲量日趨減少。新礦集團將鄰近2個礦的深部資源整合到孫村煤礦，擴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)全國第一個千米立井，1996年正式投用，實現(xiàn)了第五水平與地面的直接連通，將6個開采水平優(yōu)化為2個，礦井輔助運輸環(huán)節(jié)多、進風(fēng)線路長、人員運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。針對分區(qū)式布置采區(qū)煤柱易產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題，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)走向長度，將-1100水平一、二采區(qū)合并，使采區(qū)走向由原來的500—600米加大到目前的1300—2600米，實現(xiàn)了合理集中生產(chǎn)，減少準(zhǔn)備巷道2000余米，降低了萬噸掘進率。

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，我們堅持“設(shè)備換人”的理念，不斷提高采掘裝備水平。通過礦井開拓布局的優(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，增加工作面長度與儲量，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，綜采率達到100%，綜掘機械化程度達到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)濟可采儲量，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)展的機遇，2003年至2013年累計投資2億多元，對礦井淺部生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，報廢原有二到五水平生產(chǎn)系統(tǒng)，在采空區(qū)保護范圍內(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煤柱1500多萬噸，實現(xiàn)了系統(tǒng)換煤。形成了深部與淺部同時生產(chǎn)的格局，緩解了深部開采壓力。

一是優(yōu)化提升運輸系統(tǒng)。主運系統(tǒng)新建二到四水平、四到五水平皮帶暗斜井，使運輸環(huán)節(jié)由原來的9個環(huán)節(jié)減少到目前的4個，總運輸距離由6950米減少至5200米，提高了礦井主運系統(tǒng)運行效率和安全可靠性，年節(jié)約運行費用500余萬元。輔助運輸系統(tǒng)通過新建兩級軌道暗斜井，打通了淺部斜井和深部千米立井的聯(lián)絡(luò)通道，減少了輔助運輸環(huán)節(jié)，縮短運輸距離2700米，人員下井時間減少2個小時，打造了老礦深井半小時運人圈，提高了礦井抗災(zāi)能力和勞動效率。

二是優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)。新建-800千米回風(fēng)立井，2013年停運淺部-400風(fēng)井，解放了風(fēng)井保護煤柱372萬噸，累計封閉閑置巷道45600米，礦井在籍巷道由原來的近13萬米降至目前的不足8萬米，礦井通風(fēng)負壓由原來的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，報廢了原泵房，安裝大功率、大流量、高揚程水泵，將原來五級斜排改造為一級立排，在全國范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了千米立井礦井水直排至地面，減少了排水環(huán)節(jié)及排水費用，提高了礦井防洪抗災(zāi)能力。

3 做實技術(shù)創(chuàng)新保障

為了保障系統(tǒng)優(yōu)化工程的順利實施，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項科技成果獲省部級以上獎勵。

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)，實現(xiàn)改造系統(tǒng)與淺部資源高效連接。通過超前探查及注漿錨索加固等綜合措施，成功穿過采空區(qū)，解決了采空區(qū)附近巷道布置及支護難題。

三是創(chuàng)新沖擊地壓防治技術(shù)，實現(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)通過備用掘進工作面，實現(xiàn)防沖與掘進工藝協(xié)調(diào)，合理組織生產(chǎn)。

四是創(chuàng)新高強支護技術(shù)，成功研制500#及600#高強度錨桿及注漿錨索，實現(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題。

通過實施“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年礦井完成對原有生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化改造，目前，開采水平已由原來的6個減少到2個、生產(chǎn)采區(qū)由5個減少到3個、回采工作面由5個減少到3個、掘進工作面由19個減少到7個，井下生產(chǎn)人員由3753人減少到2037人，為礦井安全生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(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)建礦以來的最長安全生產(chǎn)周期。

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