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“三化”打造不老的煤炭——来自华丰矿的报道之二

作者: 周峰 李广水 宁建民    发布日期: 2005年12月23日   来源: 本站新闻

——来自华丰矿的报道之二

集团公司老区煤炭开采地质条件复杂,灾害众多,百年老矿华丰矿尤其如此。

目前,华丰矿采深已达—1100水平,工作面倾角最大40度左右,水、火、瓦斯、煤尘、顶底板等矿井灾害俱全,尤其存在世界性采矿业难以解决的重大自然灾害——冲击地压。据统计,建矿40年来曾发生过各类重大、特大事故10余起,其中1992年以来发生破坏性冲击地压104次,工作面停产11次,经济损失2000万元。

华丰矿积极克服不利因素,大力实施“科技兴安”战略和“双基”建设,对矿井进行“采掘生产机械化、辅助系统自动化、安全监测数字化”改造,有效治理了矿井灾害,提高了科技含量和安全生产装备水平,使老矿焕发青春,企业被评为“煤炭工业十大科技创新型矿井”和“煤炭工业双十佳煤矿”。

华丰矿成为集团公司“三化”改造的典范矿井。

干别人不敢想的事情前来考察的省内外同行了解到华丰矿复杂的地质条件和面临的自然灾害,再亲眼目睹综放工艺的成功运用后,不由称赞说:你们干了别人想都不敢想的事情。

华丰矿在没有经过高档普采、综采工艺锤炼的情况下,直接跨越到综放工艺应用。2003年初,该矿实施综采放顶煤工艺改造。重新规划了四层煤的开采布局、开采程序、巷道设计,按照综放工艺要求,合并采区跨上山开采,加长工作面长度,避免采区煤柱冲击以及初采、初放、撤面期间的冲击威胁。仅用一年零四个月,在复杂地质条件下建成国内一流综放工作面,结束了该矿煤层倾角大不能上综采的历史,创出全国煤炭行业复杂条件下建成综采放顶煤工作面最新纪录,实现了历代华丰矿人梦寐以求的愿望,填补了采煤机械化为零的空白。该矿综放技术应用经济效益可观,总成本下降574.48万元,精简人员350人,采煤效率和效益实现同步提升。

为保证综放工艺正常应用,该矿着重进行了重大灾害防治,成功消除了冲击地压顽症,治理了火灾和顶板隐患,解决了水害威胁。

他们投入资金与煤科总院、中国矿大、山科大等开展冲击地压研究,制定解危措施,预测、预报、防治方案,采取国际先进煤粉监测、矿压监测、矿震监测、钻孔应力计监测,严密监测矿压动态;四层煤综放开采避开了上分层开采和放炮影响,改变了工作面上覆岩层组合,顶煤的存在改变了支架的动力状态,采场应力分布范围加大以及应力衰减区增大,降低了工作面围岩应力等级,有效控制了冲击发生的可能性。该矿同西安科技大学合作进行1409面煤层发火机理研究,掌握了该煤层特性参数;使用红外场探测仪对遗煤点定点定期观测,采用了均压通风、灌注黄泥浆、注阻化剂、凝胶、高水材料充填等防火新技术,并且成功启封顺利开采了25年前密闭的3402火区工作面;采取煤层深孔注水措施,在后部支架安装自动放煤喷雾,使用直读式测尘仪等,使采煤工作面最大产尘量下降至开采初期的1/18,实现了第12个无自然发火年。该矿1409面被强含水巨厚坚硬砾岩层覆盖,为防止突水,他们建立岩移观测站,获取岩层运动观测数据近百万个;通过对六层煤超前开采,使上覆砾岩层在开采四层煤以前形成斑裂,提供泄水通道,创新了煤矿开采防治水工作;采用EH-4连续电导率剖面仪和瞬变电磁仪对覆岩含水性进行物探,在工作面下顺槽打放水孔卸压,满足出水要求。四层煤开采深度和地压大,为确保支架稳定,他们通过位态方程、回归分析、专家系统等进行分析,选择了符合实际的支架型号;为实现大倾角防滑,优化巷道布置,采取上平巷沿底板掘进,下平巷沿顶板掘进,使工作面下部减缓10度左右,减小了支架下滑程度;工作面上下端头设计过渡支架,控制排头支架下滑,阻止支架整体下滑;对顶梁、底座及下侧、顶梁两侧进行改造,整个支架成为一个整体,增强了防倒性能;设计呈仰斜开采,使支架和溜子始终保持向上的推力,防止支架及溜子下滑;通过双向割煤,及时跟机移架、超前移架等措施,加强对机道顶板管理。

华丰矿还在十六层工作面推广应用了综采工艺,实现国内1.3米以下煤层无法使用综采的突破;在使用EBJ-50轻型掘进机基础上,调研引进EBJ-120TP型悬臂式掘进机,创出单进368米好成绩,矿井机掘率达到70%以上。

本质安全源自装备升级华丰矿为进一步提高矿井生产系统安全系数,逐步对主运、主排、供电、洗煤生产等辅助系统进行自动化改造,实现了装备升级与本质安全。

投资318万元,对从地面到负1100共计3000多米长的三段钢缆机进行电控自动化改造,使整个主运系统实现自动化控制,提高了运煤和安全运行能力;投资260.78万元,在负750中央泵房安装使用了PLC水泵自动开停控制系统,实现了对泵房的地面监控及遥控,水泵开停自动化及岗位无人值守;投资450万元改造井上下主要变(配)电所供电系统,形成自动监控体系,达到变(配)电所的遥测、遥信、遥调、遥控功能,实现无人值守;投资近500万元,对洗煤主要设备进行集中控制系统改造,实现设备远程监测监控,达到国内先进水平,首创的高频振动筛获国家专利。

生产辅助系统实施自动化控制后,设备操作均由PLC或单片机根据程序自动操作,各集控系统均具有远程通讯功能,在地面,调度人员就能够及时监测和管理系统运行状态以及出现故障时,能及时发现并处理,保证各系统的安全运转。该矿五水平自投产后,主提运输、供电、排水系统及通防瓦斯监测系统增加岗位32个,应增加岗位工181人,由于进行了自动化改造建设,矿井未增加人员,而且还净减27人,相对减少了人员208人,达到减人提效目的。

安全监控技术的革命华丰矿积极应用数字通信、数字监控、数字监测新技术,提高矿井整体安全管理水平。

该矿作为瓦斯重点管理区和煤层爆炸指数比较高的矿井,安全监测成为矿井安全管理的重中之重。为确保24小时动态监控,防止通防恶性事故发生,华丰矿共计投资150多万元,安装使用了KJ-31型安全监控系统,后又随着矿井开采多次对监控范围进行扩大,增加传感器种类和数量,采掘工作面全部安装瓦斯传感器,采煤工作面新上风速传感器;掘进工作面主副局部通风机安设开停传感器和馈电状态传感器,从地面监控迎头连续供风和瓦斯超限切断迎头供电情况;按照要求编写了监测数据处理软件,提供了数据格式,实现远程客户终端数据转换、联接,传输动态数据和显示实时图形,实现对井下相关地点风量、瓦斯、温度等气候参数进行连续监测,达到了监测数据网络共享,形成了覆盖全矿井的安全生产监测、监控网络,为安全生产提供了可靠的信息技术保障。

华丰矿实施“三化”改造取得显著安全和经济效益,解决了许多过去安全管理中难以突破的“瓶颈”问题,实现了矿井整体管理水平飞跃,“三化”改造对矿井经济增长贡献率占到80%以上,被省煤炭管理局定为“双基”工作免检单位。

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