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    煤炭深部開采 不再是道難題

    中國網2013-08-19

      我國已有43個礦區,超過300座礦井的開采深度超過600米,近200處礦井開采深度超過800米,千米深井共47處,平均深度為1086米。
      俗話說, 上天不易,入地更難。 隨著我國越來越多的礦區進入深部開采范疇,煤礦開采深度也一次次被刷新。
      與淺部開采相比,深部開采不僅成本提高,采礦環境和面臨的技術難題也更為嚴峻,如何實現安全高效開采備受關注。我國目前開采深度最深的是新汶礦業集團(以下簡稱新礦集團)孫村煤礦,達1501米,是目前亞洲最深的礦井,新汶礦區的平均最大回采深度也達到1032米。新礦集團為實現安全高效開采,做了大量工作,積累了不少寶貴經驗。
      
      一、災害可怕不可畏,科學防治是關鍵
      煤礦進入深部開采,面臨巖層壓力大、涌水量大、地溫高、軟巖變形大、煤與瓦斯突出、煤層自燃加重等現象,為礦井圍巖控制、突涌水治理、防滅火、熱害治理等帶來了新挑戰,安全開采系數難度加大。
      實現安全開采,首先要防控這些重大災害。為此,新礦集團確定了 超前防災、科技治災 的理念,積極引進先進技術,并制定超前防災減災的量化措施。
      為科學防控沖擊地壓,新礦集團與俄羅斯、德國、波蘭等國家知名科研院所及國內高校聯合,制定出深部沖擊地壓防治五年規劃,并建立了以采場覆巖空間結構理論為核心的沖擊地壓綜合防治技術體系。記者了解到,新礦集團在防治沖擊地壓過程中,重點突出注重合理集中生產、工作面布置、工作面防沖安全評價,降低開采擾動、開采應力、圍巖密度,并加強開采卸壓、巷道支護、監測預警和個人防護。尤其對深部和淺部采掘工作面合理配采,避免人為造成集中應力區。同時,在掘進工作面實行 一班防沖卸壓、兩班生產 的生產組織模式,提前釋放地壓。目前,新礦集團已經建立了深部沖擊地壓綜合預警平臺,可實現集團公司、生產礦井、工作面三級實時監控?! ?br />   針對深部巷道在高應力條件下大變形、維護困難的特點,新礦集團在優化支護工藝結構的同時,研發了適用于不同類型深井高應力巷道的錨桿支護系統,每年減少失修巷道6000米以上。通過卸壓與支護平衡控制理論的研究應用,使礦井90%以上的巷道處于卸壓區和原巖應力區內,防止巷道變形破壞。而對在高應力軟巖和大斷面托頂煤等早期大變形條件下,應用高強高預應力讓壓支護技術,并對高應力大跨度硐室采用微型抗滑樁等復合支護,實現了高應力圍巖的安全控制?! ?br />   此外,為應對高地溫,新礦集團研發實施冰冷低溫輻射降溫技術和水源熱泵局部制冷工藝,并引進德國WAT井下集中制冷降溫系統,安裝使用波蘭TS-300B型井下局部制冷機組,構建了 風冷并舉 礦井綜合降溫模式。目前,深井采掘工作面溫度普遍保持在正常溫度。
      
      二、 年齡 不是問題,集約與改革并行  
      作為建礦于1956年的老礦區,戰線長環節多,在開采深度加大的同時,成本更趨增多。為此,新礦集團提出了 系統優化再造,根治老礦深井綜合病癥 的思路,針對問題逐一攻克,努力實現集約生產?! ?br />   記者了解到,新礦集團主要對生產布局和生產系統實現優化。針對實際情況,該集團對礦井開拓布局、水平布置、區域布置和工作面布置進行了優化;并構更建合理高效的通風系統、提升運輸系統、改造深部排水系統?! ?br />   以孫村煤礦為例,該礦新掘800米深立井,將6水平開采優化為2水平開采;并在-800米水平至-210米水平區間,新補掘兩段皮帶井,運輸環節由9個減少到4個,運輸效率提高50%以;將-1100米下山二、三采區 雙翼開采 模式調整為以井底車場為中心的 大片盤 開拓布置方式,工作面走向長度增加到2500米,減少準備巷道工程量近2000米;礦井負壓由3700帕降低到2108帕,風量由11800m3/min提高到16715m3/min;應用5部柴油機車、10部單軌吊,將運輸網絡延伸至工作面上下平巷及掘進迎頭,降低職工勞動強度?! ?br />   礦區年齡漸長,工藝改革也不斷翻新。首先是裝備升級,新礦集團目前8對深井綜采率達到94.35%,基本實現綜采化,在用綜掘機52臺,230型及以上大功率綜掘機27臺,占總數的51.9%,綜采綜掘率不斷提升。同時,不斷創建數字化礦山,實現智能開采,在深部資源開采信息化和管理現代化領域加強開發研究。此外,為解放深部 三下 壓煤、受水威脅儲量,新礦集團采用綠色開采,目前已形成原生矸石綜采充填、地面矸石似膏體自流充填等 五充一選 的系統工藝,適用于多種開采條件,能夠滿足充填物料多樣選擇和安全開采不同需求,提高采取回收率同時,延長了老區礦井的服務年限。
      
      三、企業管理是保障,管理模式不斷創新  
      為實現深部資源安全高效開采,新礦集團總結經驗,不斷創新安全管控模式,探索形成了集團管控、礦井自治的管理模式?! ?br />   據新礦集團相關負責人介紹,一方面,在集團公司層面建立專家庫,由專家對礦井各生產系統進行評價,促使企業安全生產管理職能實現集團公司部門之間的 職能優化 、集團與基層礦井之間的 分工優化 、生產技術管理的 要素優化 。另一方面,生產礦井圍繞建設本質安全型礦井的目標,根據評價結果,制定量化整改方案,預防發生,尋求最低事故率、最少損失和最優的安全投資效益?! ?br />   隨著深井開采技術的日益成熟,新礦集團實施產業化運作,形成了一批專利技術,鍛造了多支專業化隊伍。記者獲悉,目前,該集團已形成16家專業化公司,在服務內部市場的同時,也走向外部市場,成為企業新的盈利增長點,進而推進了產業結構的不斷調整優化。孫村煤礦按照 技術產業化、服務市場化、配套專業化 的原則,組建了 制冷降溫—新雪科技降溫公司、立井維護—泰安杰誠設備安裝有限公司、似膏體矸石充填—泰安新業建材公司、自動化控制—山東華騰科技自動化有限公司 等四個專業化公司,將成熟的深井開采配套技術轉化為現實生產力,面向社會提供集設計、施工、安裝、運行、維修、管理、運營為一體的 保姆式 服務,在向集團內部輸送技術的同時,積極承攬省內外深井開采項目,實現了煤礦深井開采成套技術輸出一體化運作。目前,已成功在河北、遼寧等省區的9個礦井施工項目15項。

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