淺談我國安全高效煤礦建設歷程和經驗

李紅濤，杜 波，張 驎

(1.華北科技學院, 北京 101601; 2.中平能化集團，河南 平頂山 467000)

我國煤炭資源豐富，煤炭作為我國的主要能源，占一次能源消耗構成比例的70%以上。煤炭工業的健康發展，對于保證和促進我國國民經濟的持續高速發展具有舉足輕重的作用。而安全則是保障煤炭工業穩定、健康發展的根本保證，關系煤礦員工生命安全和身心健康、關系國家和企業財產不受損失的頭等大事。由于煤炭開采多屬地下作業，生產環境惡劣，生產過程復雜，受到水、火、瓦斯、煤塵和冒頂等多種自然災害的威脅，致使煤礦生產安全問題較其他行業更重要、更復雜、更難解決。因此，安全歷來是我國煤礦生產的頭等大事。同時，我國也在建設安全高效礦井的長期實踐中積累了豐富的經驗。

1 我國安全高效礦井概念和內涵

1.1 安全高效礦井的概念

安全高效礦井是指通過采用現代高新技術對傳統采煤技術進行改造，采用新的采煤工藝和新的技術裝備，運用新的控制監測設施和新的科學管理技術及方法，在一定時期內，礦井產量和效率等主要技術經濟指標明顯高于同類礦井平均水平的礦井[1]。該類礦井以實現開采機械化、安全可控化、綜合效益最大化為目標。

1.2 安全高效礦井的內涵

我國安全高效礦井的基本內涵是“三高四好”，即：單產水平高、勞動效率高、資源回收率高，安全狀況好、勞動條件好、經濟效益好、環境治理好，核心是提高單產、減頭減面、減人提效[2]。安全高效礦井內涵的內在要求是實現煤炭科學開采[3]，而實現煤炭科學開采的技術主要體現在以下幾個方面：①機械化開采以提高效率；②保護環境；③安全生產；④提高資源采出率；⑤采用先進科學技術以降低成本。

2 我國安全高效礦井建設歷程

我國煤炭工業安全高效礦井建設開始于“高產高效”礦井建設。1992年，我國在總結借鑒國外主要產煤國家煤炭工業生產的技術上，提出了“高產高效礦井”的概念，進而在1994年7月出臺了《建設高產高效礦井暫行管理辦法》。為加速行業向集約型轉變的進程，1995年原煤炭工業部做出了《關于加快高產高效礦井建設的決定》，規劃用5年時間在全國建成100處安全高效礦井[4]。《決定》提出的目標在2001年得到了實現，100處安全高效礦井完成原煤產量2.38億t，占當年原國有重點煤礦產量的38%，我國安全高效礦井建設取得初步成果。

1998年煤炭工業管理體制變革之后，我國煤炭工業協會承擔了推動全國煤礦開展高產高效礦井建設工作，并于2004年組織修訂了《高產高效礦井評審辦法》。2007年，根據我國國家安全生產監督管理總局的提議，并在廣泛征求各方面的意見的基礎上，我國從轉變煤炭行業發展理念出發，將原“煤炭工業高產高效礦井”建設更名為“煤炭工業安全高效礦井”建設。從安全生產、經濟效益、采掘機械化程度、信息化建設和環境保護方面，對安全高效礦井提出了更高的要求。

縱觀我國安全高效礦井建設的發展歷程，大體可分為三個階段：探索階段、規范發展階段和提高與推廣階段。經過三個階段的發展，我國安全高效礦井建設取得了顯著的成果。截至2008年，全國292處煤礦被命名為安全高效礦井，是2000年的3.56倍，如圖1所示；原煤產量達到8.62億t，是2000年的4.42倍，如圖2所示。截至2008年，全國百萬噸采煤隊達到259個，年產超過300萬t的采煤隊達到37個，年產超過600萬t的采煤隊16個，年產量超過1000萬t的采煤隊5個。

圖1 2000～2008年安全高效礦井數量

圖2 2000～2008年安全高效礦井產量

3 我國安全高效礦井建設實例分析

中平能化集團(以下簡稱“集團”)是以煤炭開采為主業的特大型企業集團，其前身是平頂山礦務局。平頂山礦區是新中國成立后我國建設的第一個現代化大型礦區，多項技術經濟指標曾經一直處于我國煤炭行業的前列。近十余年來，隨著開采歷史的延長，煤層賦存深度不斷加大，開采條件越來越復雜，瓦斯、水與地溫等自然災害威脅增大，給煤炭開采和安全生產帶來負面影響。

為了夯實集團安全生產的基礎，自2008年至2010年，中平能化集團開展了以采掘機械化裝備上水平為著力點的全面的礦區安全高效礦井建設。經過兩年的安全高效礦井建設工作，該集團在安全高效礦井建設方面取得了突出的成績。

3.1 創建安全高效礦井的主要工作

中平能化集團在安全高效礦井建設方面，主要做了以下幾個方面的工作：

1)建立先進的地質保障系統。針對平頂山礦區地質構造復雜、煤層賦存條件差的特點，廣泛采用高分辨數字勘探技術，有綜采的采區必須進行三維地震勘探，為采區、工作面設計提供精確可靠的地質資料；在瓦斯含量和涌出量較大的礦井或工作面，加大區域治理和局部治理的力度；在受水害威脅的工作面或綜采工作面，采用無線電坑透儀或直流電法進行物探，查明含水異常帶，及早采取措施，防止重大事故發生。經常開展地質構造預測預報研究，建立采掘地質保障系統。

2)更新升級采掘機械化裝備，提高礦井機械化程度。先進的采掘裝備是建設安全高效礦井的基礎，為了打牢采掘生產裝備的物質基礎，集團自2008年至2010年，總共投入采掘裝備資金22.58億元。其中，綜采設備投入資金15.33億元；綜掘設備投入資金5.53億元；其他裝備投入資金1.72億元。新增綜合機械化采煤設備38套；綜合機械化掘進生產線134條，由于新增設備均來自國內一流的采掘設備制造廠家，總體裝備處于國內先進水平，為安全高效礦井建設提供了堅實的物質基礎，提高了生產礦井的采掘機械化程度。

3)優化礦井設計簡化系統，實現合理集中生產。綜合機械化采煤技術的發展，體現了現代化大生產的新格局，其特點是綜采設備多，尺寸大，推進速度快，連續化生產能力強，搬家倒面工作量大。而平頂山礦區地質條件復雜，綜采塊段小，為了適應大生產要求，公司組織工程技術人員開展技術攻關，根據各礦煤層賦存條件和地質構造情況，打破原設計的開拓布局，重新劃分采區。取消人為的邊界，以采面無法通過的地質構造作為采區界線，對原有的小采區能合并的則合并，能擴展的則擴展，最大限度地加大采區幾何尺寸和工作面長度，減少同時生產的采區個數，使資源達到合理配置，充分發揮采掘機械化優勢，進一步提高工作面單產。

4)加強職工培訓，創新管理。兩年來，在培訓方面，集團共培訓采掘一線作業人員79964人次，其中培訓采煤作業人員38192人次，培訓開掘作業人員41772人次。各生產礦共組建了58支采掘專業化隊伍，其中組建綜采專業化隊伍29支，組建綜掘專業化隊伍29支。在管理創新方面，各生產礦井廣泛開展了以精細化管理為主要形式的管理創新，具體體現在人力資源管理、生產設備管理、生產程序管理、安全技術措施管理和信息管理等方面。

3.2 安全高效礦井建設的成果

3.2.1 原煤產量得到提高

自2008年開展以采掘機械化裝備上水平為著力點的全面的安全高效礦井建設以來，集團原煤產量連續大幅度提升，如圖3所示。

采煤工作面單產大幅提高，2010年采煤工作面綜合單產達到69063t/月·個，比2008年41606t/月·個提高了66%；勞動效率不斷提高，原煤人員效率達到5.954t/工，比2008年3.783t/工提高了57%。

圖3 2008～2010年集團原煤總產量

3.2.2 采掘機械化程度得到提升

2010年機械化產量3645萬t，占回采產量的82.25%，首次突破80%大關，實現歷史性大跨越。掘進裝載機械化程度也突破了80%的大關，達到81.31%。錨桿支護率達到77%，保持了煤錨支護無頂板死亡事故的良好局面，同時煤錨支護技術的推廣，大大降低了支撐鋼材的投入。

3.2.3 安全質量標準化基礎得到加強

集團各生產礦井深入開展以精細化管理為平臺的安全質量標準化活動，建立安全生產長效機制；合理集中生產，礦井技術裝備和管理水平明顯提高；安全保障技術有力，抗災能力增強；工人勞動強度降低，井下安全生產作業環境和安全形勢逐步好轉；2008年建二礦、六礦、八礦、十礦、十一礦、張村礦和七星煤業八對安全高效礦井。

3.2.4 數字化礦井建設方面取得新突破

中平能化集團在投入巨資大力提高生產礦井采掘機械化的同時，也在全自動化采煤工作面和數字化礦井方面進行了初步探索。2009年集團在一礦和六礦分別建成了河南省第一個初步數字化礦井和第一個全自動化綜采工作面。

4 我國安全高效礦井建設的經驗

我國煤炭工業經歷了近20年的安全高效建設，全國各生產單位進行了積極的實踐，結合前述內容的分析，歸納起來其基本經驗主要有以下幾點：

1)礦井地質保障體系是建設安全高效礦井的基礎條件。準確的地質資料和超前預測，是煤礦安全和高效生產最根本的保障條件。煤礦地質保障技術作為煤礦安全、高效生產的關鍵技術之一，已列入我國安全高效礦井的保障體系[5]。長期以來，我國煤田地質和礦井地質工作者在煤礦開采地質條件的綜合評價、探測技術、理論和方法以及探測儀器研制等方面進行了大量探索，并尋求為礦井生產提供地質保障的技術途徑和措施，取得了長足進展，促進了我國安全高效礦井建設。

2)發展采掘機械化和自動化是建設安全高效礦井的引擎。安全高效礦井不斷加大科技和裝備的投入力度，積極采用新技術、新工藝和新裝備，不斷提高生產技術水平和采掘機械化程度，單產、單進、原煤工效、采區回收率等技術經濟指標不斷提高，為煤礦減頭減面、實現集約化生產、減人提效創造了條件。

3)合理集中生產是安全高效礦井建設的重要措施。合理集中生產，是減少生產環節、簡化生產管理、提高煤炭資源和設備利用率最有效的措施。煤炭企業通過改革開拓部署、優化巷道布置，實現了合理集中生產, 極大地簡化了生產系統和生產環節。通過優化設計，加大了采區和工作面長度而增加采區儲量和服務年限，從而解決了提高單產帶來的服務年限縮短和搬家次數增多的問題，同時也為簡化管理創造了條件。

4)生產系統的穩定可靠是建設安全高效礦井的必要保證。建設安全高效礦井的一項重要工作，就是要保證各個生產系統具有與采區匹配的生產能力，消除生產中的瓶頸，充分保證采煤工作面能力的最大發揮。在安全高效礦井建設過程中，許多單位均以采煤工作面為核心，重視各個生產系統和環節的完善，提高了運行質量和生產能力。特別是通過技術改造, 著重解決一通三防方面的能力瓶頸問題，包括系統改造、新技術應用、瓦斯治理等方面。這對于實現礦井安全高效起到了根本性的保證作用。

5)依靠科技和管理創新是建設安全高效礦井的必要條件。安全高效礦井建設過程，也是礦井技術水平提高的過程。通過科技創新，優化工作面設計，優化生產系統，合理進行開拓布置，加大科技改造力度而實現礦井安全高效；通過管理創新和機制創新，實現生產模式、管理體制、運行機制等方面的科學化、規范化、精細化；通過企業文化創新，強化以人為本意識，提升人文精神，激發職工的工作積極性、創造性和工作熱情，豐富企業文化內涵。

6)以數字化礦井建設為依托加快礦井信息化建設，是安全高效礦井建設的重要支撐。隨著信息技術、計算機技術、自動化技術和網絡技術的飛速發展, 我國礦山信息化、自動化有了很大的進步，以計算機和網絡技術為核心的工業現場總線已用于煤礦安全監測和機電設備的控制。有許多安全、生產、設備工況的信息，能通過網絡以數字的形式傳送到地面。少數礦井已實現在地面調度中心集中控制井下大部分設備。應該說，實現數字礦山已經有了一個好的開端[6-7]。近年來，煤炭行業在建設數字化礦井方面，加大投入力度，廣泛應用先進適用的信息技術，有效提升全行業的生產效率和管理水平，促進了我國礦井安全高效建設，同時也成為我國煤炭行業實現跨越式發展的歷史性契機。

5 結論

1)在闡述我國安全高效礦井的概念的基礎之上，指出了安全高效礦井是以實現開采機械化、安全可控化、綜合效益最大化為目標；同時，總結出了我國安全高效礦井“三高四好”的基本內涵，我國安全高效礦井內涵的內在要求，是要礦井實現科學采煤。

2)我國自1992年提出“煤炭工業高產高效礦井”建設的概念到2007年更名為“煤炭工業安全高效礦井”建設，到目前為止已有近二十年的發展歷程。縱觀我國安全高效礦井建設的發展歷程，大體可分為三個階段：探索階段、規范發展階段和提高與推廣階段。我國煤炭工業經過三個階段的安全高效建設取得了豐碩成果。

3)在全面回顧我國安全高效礦井建設歷程的基礎上，結合安全高效礦井建設典型實例的分析，總結了我國安全高效礦井建設以建立先進的地質保證系統為基礎，以發展采掘機械化為引擎，合理集中生產為重要措施，生產系統穩定可靠為必要保證，礦井信息化建設為支撐，科技進步和管理創新為必要條件的六項基本經驗。

[1] 鄒喜正. 安全高效開采技術[M]. 徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[2] 王顯政. 我國煤炭工業安全高效礦井建設年度報告(2009)[M]. 徐州：中國礦業大學出版社，2010.

[3] 錢鳴高, 繆協興, 許家林, 等. 論科學采礦[J]. 采礦與安全工程學報, 2008, 25(1): 1-10.

[4] 濮洪九. 煤炭工業安全高效礦井建設年度報告(2005)[M]. 徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[5] 董書寧. 煤礦安全高效生產地質保障技術現狀與展望[J]. 煤炭科學技術, 2007, 35(3):1-5.

[6] 周邦全. 數字礦山——實現礦業高效安全生產的必由之路[J]. 礦業安全與環保, 2007, 34(4): 70-75.

[7] 盧新明, 尹紅. 數字礦山的定義、內涵與進展[J]. 煤炭科學技術, 2010, 38(1): 48-52.