1、浅析依靠科技进步 实现复杂地质条件的安全开采论文关键词：复杂地质条件 系统改造 集中生产 灾害治理 论文摘要：华丰煤矿地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重威胁。近年来,通过改造矿井生产系统、建立健全灾害预测与防治体系,控制了重大灾害的发生,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。 新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采历史的老矿,地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来,华丰煤矿通过开发和推广应用新技术,紧紧围绕矿井灾害综合治理,开展了技改挖潜和科学管理,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采
2、。 1 矿井生产系统改造 1.1 矿井运输系统改造 为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况,自行研制应用了 3 条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为 1部可弯曲带式输送机,顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术,减少了设备投入。 根据薄煤层实际情况,将原使用的 SGW-150C 刮板输送机改造为 SGW-430/55 型刮板输送机,槽宽由 630mm 改为 430mm,适应了薄煤层工作面特殊条件,减少了机电事故。 1.2 通风系统改造 通风系统由原 5 个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通
3、风系统稳定、合理,采掘工作面风量充足,在-210 回风巷建挡风墙,形成两翼回风的通风系统;采用串联通风,降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式,构建 3 道密闭墙,封闭闲置巷道,提高五水平风量,保证安全生产。 1.3 排水系统改造 为提高矿井排水能力,由原来的-90、-270、-450、-750 多级排水改为-450、-750 两级排水,对主排水泵进行扩排改造,推广 PJ 节能泵,淘汰低效水泵,增装 325mm 排水管路 2210m,排水能力提高 2 倍,年节电耗168 万 kWh。 1.4 构建 Webmrt 集成化信息体系 建立了华丰煤矿集成化信息体系,使矿井安全监测数据处理系统、营销
4、管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、企业预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享,提高了现代化管理水平。 2 矿井集中化生产与单产单进的提高 华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产,为了实现矿井和生产水平的集中,将采煤队个数由 7 个减为 4 个,生产采区由 4 个减为 2 个,实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来,通过改造生产环节,推广先进技术,涌现出了年产 45 万 t 的炮采队和月掘 318m 的炮掘队。 在回采工艺上,大力推广毫秒爆破技术,自行研制窄型刮板输送机,下顺槽采用自移式转载机,配 SPJ-800 吊挂式皮带机
5、运输。采用“1.1m 顶梁、见三回一”支护,双抗带网护顶,推行正规循环作业,使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合,工作面单产提高 1 倍以上。 在掘进方面,改善钻、装、运环节,采用 YT 强力风动钻机,毫秒延期电雷管起爆,水胶炸药爆破进行钻爆法掘进,光面中深孔爆破,优化爆破参数,提高爆破效果;采用 P-60B 大功率扒装机,配合电瓶车运输,完善排矸系统,实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。 疏通生产环节,采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输,推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术,使单台设备运输长度由 200m 增加到1000m。 3 深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护 在回采工作面顶
6、板管理方面,完成了回采面顶底板分类及支护形式研究,厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法,解决了网下高档普采工艺问题,实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。 在掘进顶板管理方面,先后完成了 4 层煤顺槽锚背网支护,粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际,开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”,研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好,为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。 4 灾害治理 (1)
7、加大安全投入,保证资金到位,保证安全治理措施的落实施工。 (2)近几年华丰煤矿根据自然灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等 10 多项技术,有效地推动了矿井自然灾害的治理,节约资金达亿元以上。 (3)研究、推广应用先进的科学监测仪器和先进技术,完善监测手段,提高监测水平和质量。建成了冲击地压预测预报及定位系统、束管监测系统、微震监测系统、地面高压注浆减沉系统等,提高了灾害的防治能力。(4)健全防治自然灾害研究机构,成立专业防治队伍,保证了各项防治工作落到实处。 华丰煤矿现已形成有章可循、科学管理、加强投入、以防为主、重点治理的矿井灾害综合防治体系。
