平煤大型礦井產(chǎn)能分析及對(duì)策

高樹聳

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦，河南 平頂山 467011）

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(wàn)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(wàn)t/年，2015年12月經(jīng)重新核定生產(chǎn)能力為400萬(wàn)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(wàn)噸,其中丙、丁和戊組煤層10384.9萬(wàn)噸，己組和庚組11180.4萬(wàn)噸；深部范圍內(nèi)保有資源儲(chǔ)量21081.4萬(wàn)噸。全礦井合計(jì)保有資源儲(chǔ)量42646.7萬(wàn)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。現(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(wàn)t/a，北一副井提升系統(tǒng)核定能力為292.82萬(wàn)t/a，北二副井提升系統(tǒng)核定能力為92.41萬(wàn)t/a，提升系統(tǒng)總核定結(jié)果為559萬(wàn)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(wàn)t/a，二水主斜井輸送機(jī)總提升能力為289.12萬(wàn)t/a，運(yùn)輸系統(tǒng)總提升能力核定為715萬(wàn)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(wàn)t/a。

存在問(wèn)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(wàn)t/a。

存在的問(wèn)題是三水平下延采區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)目前沒(méi)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(cāng)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(cāng)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(cāng)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(guò)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(wàn)t/a，二水平中央泵房排水系統(tǒng)核定能力為342.97萬(wàn)t/a，三水平中央泵房排水系統(tǒng)核定能力為173.01萬(wàn)t/a，礦井排水能力核定為532萬(wàn) 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。現(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，煤層變薄（煤厚2m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(lái)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(lái)灰分對(duì)煤質(zhì)的影響。③加強(qiáng)對(duì)過(guò)斷層采掘頭面的煤質(zhì)管理，過(guò)斷層的采掘頭面，生產(chǎn)單位必須有過(guò)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(wàn)噸產(chǎn)能需要，存在的主要問(wèn)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。