实施“一优三减”筑牢百年老矿安全基础

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年11月15日

孙村煤矿位于新汶煤田中部,距今已有一百多年的开采历史。矿井核定生产能力120万吨/年,有7个可采煤层,6个开采水平,矿井系统复杂、人员多,且随着矿井开采深度逐步增加,经济可采储量减少,高地温、高地压及冲击地压等灾害日趋严重,制约着矿井安全高效发展。为破解百年老矿开采过程中的诸多难题,我们坚持推进矿井“一优三减”(即以系统优化为出路,实现减系统、减头面、减人员),构建矿井“331”系统优化模式(即生产布局“三级优化”、生产系统“三大优化”及核心技术一项保障),对复杂系统进行颠覆式改造,逐步探索出了百年老矿千米深井安全高效开采新模式,为矿井安全生产、持续发展奠定了基础。
        一、实施生产布局“三级优化”
        一是优化开拓布局,新建千米立井。随着矿井开采深度的不断加大,深部储量日趋减少。新矿集团将邻近2个矿的深部资源整合到孙村煤矿,扩大了矿井深部开采范围。在此基础上,我们按照新井建设模式,于1984年开工建设全国第一个千米立井,1996年正式投用,实现了第五水平与地面的直接连通,将6个开采水平优化为2个,矿井辅助运输环节多、进风线路长、人员运送困难等难题迎刃而解。矿井最深-1100米水平采用立井加一级斜井延深方式,水平垂高由以往的200米加大到300米,为千米深井开拓方式提供了借鉴。
        二是优化采区布置。针对分区式布置采区煤柱易产生集中应力、导致煤柱损失等问题,我们将深部采区布置由分区式优化为片盘式,增加采区走向长度,将-1100水平一、二采区合并,使采区走向由原来的500?00米加大到目前的1300?600米,实现了合理集中生产,减少准备巷道2000米,降低了万吨掘进率。
        三是优化工作面布置。孙村煤矿以开采薄及中厚煤层为主,我们坚持“设备换人”的理念,不断提高采掘装备水平。通过矿井开拓布局的优化,解决了原有生产系统制约现代化采掘设备安装的难题,为矿井淘汰落后的采掘工艺奠定了基础。按照“建大井、放大面”的思路,增加工作面长度与储量,工作面个数明显减少,采掘接续紧张局面得以缓解。目前,综采率达到100%,综掘机械化程度达到70%以上。
        二、开展生产系统“三大优化”
        为解放浅部生产系统压覆的大量经济可采储量,孙村煤矿未雨绸缪、超前谋划,紧紧抓住前几年煤炭行业快速发展的机遇,2003年至2013年累计投资2亿元,对矿井浅部生产系统进行优化改造,报废原有二到五水平生产系统,在采空区保护范围内重建生产系统,布置井巷工程8000米,解放了浅部井筒保护煤柱1500万吨,实现了系统换煤。形成了深部与浅部同时生产的格局,缓解了深部开采压力。
        一是优化提升运输系统。主运系统新建二到四水平、四到五水平皮带井,使主运系统由原来的9个环节减少到目前的4个,总运输距离由6950 米减少至5200米,提高了矿井主运系统运行效率和安全可靠性,年节约运行费用500余万元。辅助运输系统通过新建两级轨道暗斜井,打通了浅部斜井和深部千米立井的联络通道,减少了辅助运输环节,缩短运输距离2700米,人员下井时间减少2个小时,打造了老矿深井半小时运人圈,提高了矿井抗灾能力和劳动效率。
        二是优化通风系统。新建-800千米回风立井,降低了通风负压和通风阻力,2013年停运浅部-400风井,解放了风井保护煤柱372万吨,累计封闭闲置巷道45600米,矿井在籍巷道由原来的近13万米降至目前的8万米,矿井通风负压由原来的3700帕降至目前的1500帕。
        三是优化排水系统。新建-800中央泵房,报废了原泵房,安装大功率、大流量、高扬程水泵,将原来五级斜排改造为一级立排,在全国范围内率先实现了千米立井矿井水直排至地面,减少了排水环节及排水费用,提高了矿井防洪抗灾能力。
        三、做实技术创新保障
        为了保障系统优化工程的顺利实施,安全高效开采深部资源和浅部煤柱,我们组织开展了矿井核心技术的优化创新,有34项科技成果获省部级以上奖励。
        一是创新上行卸压开采技术,解决煤柱区域开采应力集中及深部二层煤复合顶板开采难题。二是创新巷道穿老空区技术,实现改造系统与浅部煤柱高效连接。通过超前探查及注浆锚索加固等综合措施,成功穿过采空区,解决了采空区附近巷道布置及支护难题。三是创新冲击地压防治技术,实现深部区域安全生产。按照“布局合理、措施到位”的原则,上全各种监测及防治系统,冲击地压灾害得到有效控制。深部采区通过备用掘进工作面,实现防冲与掘进工艺协调,合理组织生产。四是创新高强支护技术,成功研制500#及600#高强度锚杆及注浆锚索,实现深部围岩控制。五是创新冰冷辐射降温技术,解决高温热害治理难题。自主研发了冰冷低温辐射降温技术,可使采掘工作面温度降低5-7℃。六是创新煤矸石似膏体自流充填技术,解决浅部开采地面塌陷及地面矸石污染问题。
        通过实施“一优三减”,孙村煤矿破解了制约百年老矿安全高效开采的难题。2013年完成对原有生产系统的优化改造后,目前,开采水平已由原来的6个减少到2个、生产采区由5个减少到3个、回采工作面由5个减少到3个、掘进工作面由19个减少到7个,井下生产人员由3753人减少到2037人。煤炭生产综合成本由2013年的612元,降低至今年一季度的 427元,降幅30%。为矿井安全生产奠定了坚实的基础。截至4月26日,我矿已实现连续安全生产1501天,创建矿以来的最长安全生产周期。
       

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