平煤大型礦井產能分析及對策

高樹聳

【摘 要】為充分發(fā)揮礦井生產能力，采用系統分析的方法對礦井生產系統、開采條件進行了分析，提出了制約礦井安全生產問題的解決對策，優(yōu)化了礦井生產布局、提高了機械化水平和單產單進水平，改善了礦井煤質情況，對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.

【關鍵詞】系統；產能；單產單進；效益

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

【中圖分類號】TD724 【文獻標志碼】A 【文章編號】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月動工興建，1959年12月簡易投產，設計生產能力為150萬t/年，1971年達到設計產量。經1974年和1987年兩次擴建，礦井設計生產能力提高到400萬t/年，2015年12月經重新核定生產能力為400萬噸。礦井為煤與瓦斯突出礦井。煤塵具有爆炸危險性，煤層自燃發(fā)火期為3-6月。一礦目前水文地質類型綜合評價為中等類型，礦井正常涌水量在123m3/h，最大為209.1m3/h。礦井絕對瓦斯涌出量為47.45m3/min，礦井相對瓦斯涌出量為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；深部范圍內保有資源儲量21081.4萬噸。全礦井合計保有資源儲量42646.7萬噸。

煤厚基本在2.0m左右，最厚達3.6m。井田內構造簡單，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)現落差在20-40m的正、逆斷層五條，并伴有次一級寬緩向斜和背斜，井田內小斷層較發(fā)育。

直接頂板主要為泥巖、砂質泥巖，有個別地段相變?yōu)橹小⒋至Ｉ皫r或粉砂巖。老頂主要為中、細粒砂巖，個別地段相變?yōu)樯百|泥巖。直接底板為泥巖、砂質泥巖，老底為中、粗粒砂巖，個別地段相變?yōu)榧毩Ｉ皫r或粉砂巖。

2 生產布局情況

礦井采用立斜井多水平開拓，生產集中在二、三水平，二水平標高-240m，三水平標高-517m。現主要生產采區(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年內結束，正在開發(fā)的有2個采區(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 系統分析

3.1 提升系統分析

一礦共有三對副井，即院內副井、北一副井、北二副井，分別服務于一、二、三水平，均為立井提升，負責各水平的升降人員和提升物料等輔助提升任務。院內副井提升系統核定能力為173.83萬t/a，北一副井提升系統核定能力為292.82萬t/a，北二副井提升系統核定能力為92.41萬t/a，提升系統總核定結果為559萬t/a。

3.2 主運輸系統分析

主運輸系統由一水平明斜井和二水平主斜井兩套獨立的提升系統組成。

一水平明斜井內鋪設帶式輸送機型號為：DTL120/100/4×280S，其主要技術參數為：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。主要擔負礦井戊七巖煤帶式輸送機運輸系統的原煤運輸任務。

二水平主斜井裝備兩臺GDS-100型鋼絲繩牽引帶式輸送機，設計運輸能力400噸/小時，帶寬1m，全數字直流調速，最大運行速度1.8 m/s，運輸長度1490m，井筒平均傾角17°，電機功率為2×400 kW。主要擔負井下戊一巖石帶式輸送機系統原煤運輸任務。

一水平主斜井帶式輸送機核定能力為426.11萬t/a，二水主斜井輸送機總提升能力為289.12萬t/a，運輸系統總提升能力核定為715萬t/a。

3.3 通風系統

一礦具有完整獨立的通風系統，目前有北一、北二和北三3組主要通風機聯合抽出式運轉，礦井通風方式為多進風井、多回風井混合式通風，通風方法為抽出式。礦井總進風量為30722m3/min，總排風量為31117m3/min，有效風量率為91%，礦井等積孔為11.7m2，目前礦井通風系統穩(wěn)定可靠，通風系統生產能力核定結果510萬t/a。

存在問題是礦井多二水平、多采區(qū)同時生產作業(yè)，戰(zhàn)線長、范圍廣，礦井通風系統復雜，通風路線長，管理難度大的局面，不利于通風系統的穩(wěn)定可靠。隨著礦井采掘接替安排，需要對回采結束的采區(qū)及時進行封閉，不斷簡化礦井通風網絡系統，使礦井通風系統更趨簡單、更加安全穩(wěn)定可靠。

3.4 瓦斯抽采系統

我礦共有抽采系統6套，其中地面抽采系統1套，井下抽采系統5套。實現了高突采區(qū)均安裝了瓦斯抽采系統，地面抽采系統為北二地面抽采系統；井下抽采系統分別是：二水平戊三抽采系統、三水平戊一抽采系統、三水平丁二抽采系統、三水平丁二臨時抽放系統和三水平戊一下延抽放系統。瓦斯抽采總裝機能力為2840kW，設計最大抽采能力為1360m3/min，抽采系統均安裝抽采自動計量監(jiān)控裝置。以上六個抽放系統能力為1579.64萬t/a。

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

3.5 排水系統

礦井現有三個水平開采，分別有獨立的主排水系統：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。二水平井底標高-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。三水平井底標高-517m，地面標高+186m，排水高度703m，水倉容量3760m3，安裝PJ150×12型水泵三臺。敷設φ273mm排水管路兩趟，從中央水泵房經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核定能力為16.41萬t/a，二水平中央泵房排水系統核定能力為342.97萬t/a，三水平中央泵房排水系統核定能力為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指標，一礦目前水文地質類型綜合評價為中等類型。現階段隨著開采深度的增加，地表水、大氣降水、小窯水已構不成對礦井的水害威脅，我礦主采丁、戊煤層，距含水層層較間距較大，底板含水層水對我礦的采掘活動不構成突水威脅。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、標高、采高等水文地質資料清楚，根據地質資料能夠針對性地編制探水設計、探放水安全技術措施，能夠有效防止水害事故的發(fā)生。

3.6 影響煤質的主要因素及對策

3.6.1影響煤質的主要因素

①隨開采水平的延伸，特別是進入三水平戊二、丁二采區(qū)后，煤層變薄（煤厚2m左右），斷層增多，煤層內在灰分明顯增高，煤質變差。②下分層采、掘工作面的增加，回采、掘進時，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，嚴重影響到礦井毛煤質量。③隨采掘機械化程度的提高，掘進工作面設計高度一般在2.6～2.8m，受煤層厚度的影響（煤厚2m左右），掘進工作面施工時，出現多破矸石現象，造成了灰分的增加。

3.6.2 采取措施

①根據煤層厚度合理支架選型，避免出現因支架選型不合理造成采高超高多破矸石，影響煤質；加強生產源頭煤質管理，嚴控采掘頭面高度，監(jiān)督落實生產單位按設計高度施工，嚴禁因超高出現人為破頂破底影響煤質。②針對下分層回采、掘進工作面，進行超前管理，采取采面上網、及時拉架等措施，嚴控掉頂、冒頂的發(fā)生，盡量減少外來灰分對煤質的影響。③加強對過斷層采掘頭面的煤質管理，過斷層的采掘頭面，生產單位必須有過斷層的煤質專項管理措施，對煤質影響較大的斷層必須采取放振動炮集中排矸保煤質措施。

4 產能分析結論

綜上所述，礦井各生產系統合理，能力能夠滿足400萬噸產能需要，存在的主要問題是開采逐步向深部轉移，采區(qū)接替緊張，瓦斯制約生產、單產單進水平仍然不高。主要對策如下：①加快開拓工程進度，推動新采區(qū)盡快投產，緩解接替緊張局面。②加強瓦斯治理力度，避免瓦斯制約生產力。③提升裝備水平，提高單產單進。④實施布局優(yōu)化，簡化礦井生產系統，實現減人提效。⑤要嚴格管控煤質、提高售價，努力提高礦井盈利水平。