实施“一优三减”筑牢百年老矿安全基础

实施“一优三减”筑牢百年老矿安全基础

作为资源型企业，煤矿一般经历资源勘查、设计、基建和生产、封井闭坑四个阶段。对于经历多年开采的孙村煤矿，通过实施“一优三减”，最大程度延长了矿井生命周期，为矿井探寻“后煤矿时代”转型发展路径赢得了时间和空间，为同类矿井提供了借鉴。

标签：老矿深井；一优三减；挖潜增效

孙村煤矿隶属山东能源新矿集团，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。

1 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应力集中的问题，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—600米加大到目前的1300—2600米，实现了合理集中生产，减少准备巷道2000余米，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。

2 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2亿多元，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，施工井巷工程8000余米，解放了浅部井筒保护煤柱1500多万吨，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、四到五水平皮带暗斜井，使运输环节由原来的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，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13万米降至目前的不足8萬米，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。

3 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资源，我们组织开展了矿井核心技术攻关，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资源高效连接。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，实现深部围岩有效控制。

五是创新矿井降温技术，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，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矸石山污染问题。

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年矿井完成对原有生产系统的优化改造，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，为矿井安全生产奠定了坚实的基础。1-7月份，煤炭生产综合成本同比减少83.29元/吨，同比减亏5715万元。截至今天，孙村煤矿已连续安全生产1590余天，创建矿以来的最长安全生产周期。