改变高难度矿井的科技保障力

［摘要］潘曲煤矿开采深度人，自然灾害多，是有名的高难度矿井，几年来依靠科技进步，进行技术改造，系统优化，加人科技投入，大搞技术创新，保障了矿井的安全生产，建成了现代化西矿井。

［关键词］科技兴安；科技保安；科技促安

新汶矿业集团公司潘西煤矿位于山东省莱芜市境内，莱芜煤田东部，井田西边界为走向北西、倾向南西的颜庄正断层(F2-1)，落差500m。东部边界为走向近尔南，倾向南西F6断层，落差90m。浅部为煤层露头，深部至北升南降的梁坡正断层，落差2000m。总体均造形态为倾向北东单斜构造，地层走向290～320°，倾角20～28°，局部受构造影响可达30～40°。

矿于1958年建井，1960年简易投产。设计生产能力30万t/a，经过扩建、改造，系统优化，核定生产能力为100万t，2003年原煤产量110万t。矿井采用立井-斜井综合开拓，主采煤层为山西组3、4层煤乙太原组19层煤，煤尘爆炸指数为34.52～37.8%，均具有强烈爆炸危险性，十九层煤有自然发火倾向，属白燃煤层，矿井+O、-150、-350水平已经采完，现生产水平为-740m水平，离地面垂深1000m。

开采水平多、生产环节复杂、深部矿压大，瓦斯、水、火等自然灾害突出，开采难度大。近年来，潘西煤矿秉承“科学技术是第一生产力”的理念，以实施“科技兴安”战略作为实现“五年十亿”发展目标的基石，突出“四新”项目推广、系统优化升级和重大课题科研攻关三个关键环节，实现了“科技兴安、科技保安、科技促安”，全面提升了科技保障力，奠定了企业发展基石，实现了矿井的高产高效。

1 推广应用“四新”项目，实现“技术兴安”

该矿确立了“以综合机械化推动煤炭生产发展”的基本思路，积极推进采掘机械化生产，矿井采煤机械化达到了100%，掘机械化程度达到了95%，科技贡献率达到了40%以上。

1.1研究应用深部大倾角综采技术

2003年12月份以来，先后在后组煤和前组煤工作面使用了轻型综采液压支架，每面人员控制在130人以下，一次采全高，解决了多年来高档普采丢底煤不能采全高的问题，资源回收率由原来的82%提高到95%以上，年可增效6500多万元，同时，有效解决了顶板破碎、材料消耗高，支护难度大的问题，有利于煤层自然发火的防治等安全问题。至2004年6月中旬矿井实现了生产综采化，彻底消灭了高档普采、炮采。

1.2推广应用综掘机

针对原煤产量大幅度提高，炮掘工效比较低、安全系数小的实际，錫矿将机械化掘进作为提高单进水平的一项重点，先后在7191副巷、432运输巷和4196副巷推广使用了S100、EBJ-120TP型综掘机，并对配套运输设备进行了相应的改进，大大提高掘进速度，平均单进水平已经达到400m/月，成本为913元/m，比炮掘降低143元/m，每年可节约材料费60万元，有效改善了职工作业环境，解决了因放炮带来的安全问题。

1.3推广应用了螺旋钻采煤机

在新矿集团公司的支持帮助下，该矿在平均煤厚仅为0.75m的1701工作面推广使用了螺旋钻采煤机。该矿采用前掘后采工艺，沿煤层向上、下采煤，工作人员全部在运输巷作业，部分掘进矸石可回填至下部螺旋钻孔内。该技术“适用于目前我国传统的工具无法开采的超薄煤层”，填补了国内空白，具有“五高、五少”特点，即安全系数高、资源回收率高、劳动效率高、经济效益高、投资回报率高：系统环节少、用人少、掘进率少、设备配置少、材料消耗少。自2004年2月中旬开钻以来，已完成了140个钻孔，钻孔累计长度为1370m，安全产煤11000t。

1.4推广使用无轨胶轮车

该车具有结构紧凑，操作方便，转弯半径小，爬坡能力强，运输效率局的特点。自2003年12月投入使用以来，有效的消除了迎头积矸和扒装机洒矸现象，在掘进大断面全岩巷道过断层顶板破碎情况下，平均月掘进达到了110m，比电瓶车牵引月掘进高出了40m。

2 突出系统优化升级，实现了“系统保安”

2.1优化改造矿井通风系统

矿井通风系统由分区式通风改为中央并列式通风，主扇采用BD-Ⅱ-8-No26型对旋式风机，配备电机功率355×2KW。矿井排风量由原来的6500m3/min提高到9650m3/min，为矿井实现高产高效奠定了基础。

2.2建成了KJ76瓦斯监测系统

该系统通过对瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、风门开关等环境参数进行实时监测，实现了动态模拟图表显示和瓦斯报警手机短信发送。

2.3应用瓦斯巡检智能化管理系统

该系统由专职瓦斯检查员带掌上电脑沿着各自巡检路线进行检测，并输入现场瓦斯、CO2、温度等的测量数据信息，上井后由计算机自动进行统计、查询、生成报表和周期曲线图表，以更直观的形式表现各种数据值的变化情况。同时各相关部门还可以通过局域网，及时了解现场数据以及瓦检员的工作情况，从而为及时准确的做出各种决策提供了可靠的依据。

2.4使用自燃火灾束管监测系统

该系统在计算机控制下将井下任意地点的气体，通过已敷设的束管连续不断的抽至井上气相色谱仪中进行精确分析，实现了对各类气体含量的在线监测，并自动存入数据库中，为分析某种气体含量的变化趋势和预报煤炭自燃的趋势奠定了基础。

2.5采用主提远程集中控制系统

采用KJ42型矿用胶带机计算机控制、KJD-15矿用隔爆本安皮带机微机控制装置及工业电视监视监控系统，利用光纤电缆组成混合现场总线，实现了对主提系统各皮带机和给煤机就地远程集中控制。该系统不仅减少了系统事故发生，而且使系统控制更加安全可靠，年创效益126.8万元。

3 强化重点、难点科研攻关，实现了“科研促安”

3.1突出瓦斯治理

潘西矿历年瓦斯鉴定为低瓦斯矿井，但个别块段受断层和火成岩侵入影响瓦斯涌出异常、可预见性差，是山东省瓦斯重点监控矿井之一。对此，与抚顺煤科院合作开展了“新汶矿区煤尘爆燃防治与瓦斯治理研究”，对井下各煤层进行了取样、分析，测定煤层瓦斯含量、煤的吸附常数及孔隙率、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数等参数，为瓦斯抽放可行性研究提供了基础数据；同时加强了通风、瓦斯、防尘、爆破、防火管理，确保了矿井安全生产。

3.2强化矿井水防治

该矿为水文地质复杂型的大水矿井。主采煤层19层煤底板的富含五灰、六灰、奧灰水，并随着采场不断延深而扩大，涌水量最大时曾达到29.1m3/min，每年仅排水费用一项就达2000多万元。针对这一情况，与山东科技大学合作开展了“矿井奧灰水综合治理技术研究”，对奥灰水的特征分析研究，采用物探钻探相结合的手段，实现了煤层的带压开采；优化了后一、后三排水系统，加强采空区治理，有针对性地采取了局部疏水降压措施，并相继研究成功了“活塞压入法”固结孔口管技术、高压水涌出条件下孔口管的固结方法、简易有效的防喷装置以及高承压煤柱区内探放老空水技术，有效解决了钻探过程中对高承压水进行有效控制的难题。

3.3开展“千米立井排水技术研究与应用”研究

采用PJ200B×12型大流量、高扬程水泵，通过精心组织施工，不断加以检测、改进和完善，探索采用合理施工工艺和安全保障措施，成功地解决了千米立井自-740水平直排地面的技术难题，排水扬程达1079.7m，创出全国立排最深纪录。该系统的投用使矿井排水能力增加了21m3/min，进一步提高了矿井防水抗灾能力，同时，与三级斜排相比，年可节约设备运行电费271万元。

近年来，潘西矿通过实施“科技兴安”战略，加强科技创新工作力度，为做大做强煤炭主业提供了强大的技术支持，全面提升了企业核心竞争力。到目前，该矿实现安全生产1800余天，产煤530万t。