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强基赋能向未来

《强基赋能向未来》系列报道之三:主动应变 破题攻坚 探索极简高效新路径

作者: 张盼 万千 孙元涛   发布日期: 2022年02月23日   来源: 新矿集团

围绕集团公司“谋久调优 强基赋能”安排部署,孙村煤矿主动适应内外部环境变化,以“深部向浅部转移、持续系统优化”为主线,超前解决难题、积极找煤扩量,紧扣“六层煤高效、十三层煤突破、注浆减沉、工作面断层超前预裂”等重点工作,颠覆思想、破题攻坚,变不可采为有效经济开采,努力探索出一条极简高效的新路径。

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随着千米退出政策落地、前组煤储量日益减少、接续紧张,生产布局需重新调整,最大限度挖潜浅部优质资源迫在眉睫。孙村煤矿谋划全盘,对煤层赋存、开采布局、生产系统进行再分析、再论证、再设计,将战略目光聚集到了煤质好、硫份低的六层煤。

孙村煤矿副总工程师庄光鹏介绍:“六层煤位于-800水平,属于前组优质煤,煤层稳定、结构简单、精煤回收率能够达到90%以上,仅孙村煤矿有效可采储量就达150余万吨。原来受限于采高,三机配套无法达到极薄煤层开采的要求,我们通过到6家煤矿、11家设备厂商实地进行调研,历时两年多的装备技术论证与现场摸索实践后,确定了‘大功率、矮机身、强截割、智能化’的装备配套方向,2021年4-7月份,小块段试采了2619工作面,三机配套方案完全适合六层煤,而且边生产边留巷,成型率达90%以上,保证了同煤层的连续开采。随后,我们对2618工作面又进行了正式的开采。”

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作为集团第一个智能化薄煤层综采面,孙村煤矿树立“回采高效才是真正高效”的理念,以“智能采煤机+电液控液压支架+变频软启动刮板输送机”三机配套模式为基础,集成应用了“智能电液控支架、采煤机自动记忆割煤、一键式集控、智能泵站集中供液、端头支架自移、智能顶板离层观测”等多项关键技术,工作面开机率达85%、自动跟机率达84.5%、记忆截割率突破89%,可实现“常态化少人作业、人工干预动态巡检、远程集控一键操作”,月产纯煤达3万吨水平,工作面开采取得阶段性突破,为老区薄煤层智能开采提供了孙煤样板。

2618工作面的高效开采打响了矿井转浅后生产布局优化的“第一枪”。那么,如何保持六层煤开采势头不减、产量不降、接续平稳?

“目前,2618工作面开采将于今年年中结束,接续2617工作面进行开采。今年,我们将按照董事长提出的‘采用最先进的设备’为要求,对2617工作面三级配套设备进行升级,采煤机由原来的870型升级为1200型,煤机截深提高到800(mm),将工作面倾斜斜长由现在的120米提升到260m左右,提高单循环产量。同时,最大限度地降低采高、减少矸石,从源头控好煤质,力争实现日产2000吨、月产5万吨,年产60万吨的目标。”庄光鹏说。

如果说六层煤是矿井薄煤层开采的“先手棋”,那么,赋存稳定、储量380多万吨的十三层煤则是矿井薄煤层持续发力的“后备军”。按照“设计优化提效率、配套优选提单产、高质留巷保接续”的理念,孙村煤矿成立专班,根据现场实际做实“尺寸合理化、装备系列化、组织高效化”配置基准,为十三层煤的高效初采奠定基础。

孙村煤矿副总工程师褚恒斌在接受采访时说:“十三层煤与六层煤最大的不同就是煤层中间有夹矸,原来虽然采过,但受限于技术,夹矸破碎困难,无法高产,经济性不强。但在当前,机械化、自动化、智能化设备的高效应用为十三层煤开采提供了更多可能性。对此,我们准备将普通煤机滚筒更换为异型滚筒,应用深孔爆破技术,通过超前预裂爆破对夹矸进行粉碎,再使用煤机进行截割,从而对十三层煤进行试验开采,为下一步高产提供先行条件。目前巷道正在掘进施工,预计7-9月份进行试开采。”

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六层、十三层的超前谋划其重要意义不仅在于为矿井未来接续打实基础,更重要的是,新汶老区矿井同位于整个新汶煤田,其浅部资源赋存条件基本相同,六层煤的高效开采及十三层煤的成功试采为整个老区矿井薄煤层开采提供了孙煤经验。

而如何实现零压覆、全回收、应采尽采、尽量延长矿井服务年限,这不仅关系企业效益,更是稳定所需。

“去年以来,孙村煤矿加大找煤扩量力度,成立找煤扩量专班,通过井上走访座谈老专家、老职工、老领导回忆开采历程,查阅老资料、老图纸结合井下施工探巷、探眼等方式,积极研究梳理矿井未开采块段的煤层赋存条件,把目标定位在二下撇底煤复采,断层地损,系统煤柱,孙良区域等遗留资源,力求将剩余资源吃干榨尽,圈定可采储量800多万吨。”孙村煤矿总工程师卢鑫介绍。“下一步随着薄煤层开采,13层坚硬夹矸机采等重点课题的突破,可实现由以往不可采转变为有效可采资源,可延长矿井服务年限10年。” 

找煤扩量是延长矿井服务年限的关键,系统优化则是长远效益的关键。孙村煤矿树牢“系统优化无穷无尽”的观念,紧扣“两优三减”要求,分水平分煤层从生产设计、生产要素、生产流程、劳动组织全方位持续优化、循环优化。

“孙村煤矿坚持‘系统优化再优化’的持续优化思路,针对以往断层遗留煤柱、2煤撇底煤、边角块段等储量块段,综合分析地质、水文、灾害、防冲等技术开采因素,孙村煤矿提出区域优化极精简模式,即以2、3、4层煤采用联合布置开采方式,6层煤单独布置系统,11、13、15层采用联合布置开采方式,由深部向浅部整体回收,充分考虑防冲煤层对采掘头面间距的制约,保持采场既分散又合理集中开采布局,形成老区逆势突围、脱胎换骨、激发活力的系统优化新模式。”卢鑫说。

“以主运系统为例,我们预期通过主运卸载点应用新型封闭式漏斗、1#强力皮带驱动改造、应用永磁滚筒及南台给煤机升级为智能给煤机等具体措施,减少各岗位人数12人,真正达到主运系统无人,为企业轻装上阵守好‘系统关’。”孙村煤矿副总工程师于国振介绍。

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效率是效益提升的根本,安全是企业发展的前提。孙村煤矿聚焦覆岩隔离注浆减沉、华源水治理,积极探索、创新工艺,确保矿井长治久安。

“浅部资源多以回收煤柱为主,系统复杂,90%属于建下开采。若想实现浅部资源的‘颗粒归仓’,必须实施覆岩隔离注浆减沉。结合矿井实际,我们通过在2213东工作面实施覆岩离层注浆充填方案,实现了首个建下工作面的垮落法高效开采。目前,施工正在有序推进中,在保证工作面高效生产的前提下,满足了地面建筑物保护要求,为后期建下开采新技术推广提供保障。”褚恒斌说。

此外,为使下组煤开采不受东边界华源煤矿老空水威胁,孙村煤矿与山东大学联合,以“边界过水通道探查+华源东边界帷幕注浆技术与新型注浆材料研发+三维水文地质建模”为基础,形成适用于孙村煤矿华源东边界帷幕注浆的关键技术体系及成套方案,有效保证华源水治理的科学可靠。

六层煤高效、十三层煤突破、注浆减沉、断层超前预裂,一项项重点工作的推进,解放出以往不能采、不可采的低效块段资源,是矿井前行的迫切需要,也是必然要求。

“老区骨干矿井发挥着稳定器、压舱石的作用。孙村煤矿身处新泰城区、老区腹地,尽可能延长服务年限,其意义不仅在于经济效益,更在于蕴藏的社会效益。”孙村煤矿矿长王维表示,“面对新形势、新要求、新变化,孙村煤矿将以千米以浅可采储量为基础,合理安排生产布局,按照‘一采一充一备’组织生产,一个开采中厚煤层充填工作面,一个开采薄煤层冒采工作面,一个开采边角块段兼顾工作面撤除准备。薄煤层接续线以开采三、六、十三、十五薄煤层为主,中厚煤层接续线以二、二下、四、十一煤层边角块段及F10断层区域为主,边采边封,通过不断优化生产系统、持续降本增效,实现系统越采越简单,确保矿井安全、经济、科学开采。”

新变化催生新应对、新形势激发新动能。置身集团公司新一轮改革发展新阶段,孙村煤矿将锚定“打造极精简示范矿井”新航向,迎难而上、适新应变,走出一条老区矿井的生存之路、安全之路、效益之路。我们也坚信,孙村煤矿必将迈向更加美好的未来。