新形势下矿井资源整合“一矿二区”模式设计研究

陈龙生，王 勇，章 磊，高保彬

(1.煤炭工业合肥设计研究院，安徽 合肥 230041；2.煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454003；3.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室，河南 焦作 454003)

新形势下矿井资源整合“一矿二区”模式设计研究

陈龙生1，王 勇1，章 磊1，高保彬2,3

(1.煤炭工业合肥设计研究院，安徽 合肥 230041；2.煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454003；3.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室，河南 焦作 454003)

潘二煤矿和潘四东煤矿因生产成本高，连续亏损，且开发布局局部不合理，为此对两矿采用“一矿二区”的整合模式，根据采场接替和灾害治理能力确定了科学产能，实现煤炭资源的科学开采和充分发挥现有系统生产能力的有机结合，并通过提高工作面单产水平，减少采、掘工作面数目，简化了采掘系统，实现集中化生产和减员增效；同时对通风系统、供电系统、智能化系统、压风系统、管理机构等进行了优化，提高了矿井的安全可靠性和经济效益。

资源整合；“一矿二区”；科学开采；减员增效

近十多年来，由于煤炭行业缺乏有力监管，且市场调控机制不完善，在大量新井和改扩建矿井投入生产后，煤炭产能过剩，煤炭价格下跌，导致大部分煤炭企业出现亏损，因此国家提出“去产能”、“减量化”以及“科学产能”等理念，并要求各大煤炭企业淘汰落后产能，采取关闭、整合等措施，确保煤炭产业的有序、健康发展[1-5]。潘二煤矿和潘四东煤矿为相邻矿井，由于生产成本高，以及受煤炭价格下跌影响，近年来连续亏损。因此在新形势下淮南矿业(集团)有限责任公司充分把握国家政策，在充分论证基础上，对两矿进行资源和系统整合，合理确定了开发方式和科学产能，提前打开优质煤炭资源，实现资源的科学开采；同时通过提高工作面单产，减少采掘工作面数目，并优化各生产系统，实现了减员增效，提高了矿井的安全可靠性和经济效益[6-8]。这次整合是在当前形势下为实现矿井可持续发展的一次大胆尝试，为其他煤炭企业尝试通过提高矿井集约化生产，实现减员增效提供了借鉴。

1 工程概况

潘二煤矿和潘四东煤矿位于淮南国家规划矿区潘谢区内，为相邻矿井，均隶属于淮南矿业(集团)有限责任公司，两矿以F1断层为边界。

1.1 潘二煤矿概况

潘二煤矿核定生产能力为3.8Mt/a，采用立井、分区石门、集中大巷的开拓方式；共有5个井筒，其中工业场地内设有主井、副井，西风井场地内设有西进风井、西回风井及东回风井，一水平标高-530m，回风水平标高-350m。矿井主要可采煤层为13-1，11-2，8，7-1，4-1，3和1煤层，各煤层平均厚度为1.86～5.07m，目前全矿井共布置3个综采工作面和12个掘进工作面。矿井基本情况见表1。

表1 煤矿基本情况

1.2 潘四东煤矿概况

潘四东煤矿设计生产能力为2.4Mt/a，采用立井、集中大巷、分区石门的开拓方式；设主井、副井和中央回风井3个井筒，一水平标高为-650m，另设-490m辅助水平。主要可采煤层与潘二矿一致，平均厚度为2.6～5.6m，目前全矿井布置2个综采工作面和11个掘进工作面。矿井基本情况见表1。

2 资源整合的必要性分析

2.1 生产成本高、亏损严重

因两矿瓦斯压力大、含量高，瓦斯治理工程量大，致使两矿掘进工作面多达23个，矿井单产偏低，综采工作面多达5个，导致两矿最大班下井总人数达1500人；潘二煤矿因开采近30a，采掘活动范围广，生产系统复杂；而潘四东煤矿因断裂构造发育，煤层倾角偏大，煤层赋存条件差，且两矿瓦斯治理费用高。多种因素影响下，2个煤矿生产成本高，近年来均处于亏损状态，2015年度潘二煤矿亏损4.1亿元，潘四东煤矿亏损3.0亿元。

2.2 潘四东煤矿优质资源枯竭

潘四东煤矿剩余可采储量虽有132Mt，但矿井西翼因逆掩断层发育、煤层倾角大(局部达75°)，瓦斯治理难度极大，被列为禁采区，涉及可采量52Mt；剩余块段受断裂构造影响，开采技术条件复杂，具备综采条件的区段仅53个，可采量仅31.911Mt，且工作面可推进长度短，单产水平低，现有系统能力得不到充分发挥。

2.3 潘二煤矿部分资源利用现有系统开采技术经济不合理

潘二煤矿西四(3～1)采区位于井田西翼，与潘四东煤矿相邻，煤层大部分位于-530～-700m。3煤层和1煤层平均厚度分别为6.0m和4.0m，倾角3～8°，断层构造少，开采技术条件好，煤质好。如利用潘二煤矿现有系统开采，与安徽省规定的“突出矿井严禁下山开采”冲突，因此必须采用暗斜井延深建立-700m辅助水平，但存在开拓工程大(15km)、工期长(48个月)、投资高(8亿元以上)、运输距离长(10km以上)等问题，目前形势下开采经济不合理。

3 资源整合的主要技术方案

3.1 资源整合的主要思路

根据国家政策要求、矿井生产实际情况合理确定整合的开发模式和规模，充分利用矿井现有系统能力，从开发布局入手，通过对两矿井资源进行整合，提前打开优质煤炭资源，提高集中化生产水平，简化生产系统，同时对其他系统进行优化等措施，实现两矿资源的科学开采，提高矿井的安全生产水平。

3.2 整合矿井的开发模式及规模

(1)整合方案 以潘二煤矿为主体，将潘四东煤矿划入潘二煤矿，整合成新的潘二煤矿，实行“一矿二区”的模式，两矿分别改为潘二区和潘四东区，将潘二区的西四(3～1)采区划归潘四东区。整合后井田边界见图1。

图1 边界调整示意

(2)开发规模 根据采场接替、灾害治理能力等综合考虑，以提高工作面单产、实现集中化生产和减员增效为目的，确定整合后的潘二煤矿生产规模为5.0Mt/a，其中潘二区系统能力为2.5～3.5Mt/a，潘四东区系统能力为1.5～3.0Mt/a。

3.3 整合的主要技术方案

(1)开拓方案 整合后潘二煤矿2个分区除西四(3～1)采区外，其他采区开采方式均维持不变。西四(3～1)采区由潘四东区-650m东翼轨道、胶带机大巷向东延伸，与潘二区西四11-2～4-1轨道石门、西二至西四胶带机巷贯通后，布置煤层组上山进行开采，采区回风、灌浆和注氮由潘二区西风井场地设施承担，煤炭运输、辅助运输、排水及供电由潘四东区承担。整合后采掘工程平面见图2。

图2 整合后采掘工程平面

(2)生产布局优化 因整合后产能降低1.2Mt/a，且通过提前打开优质煤炭资源，提高了工作面单产水平，整合后综采工作面个数由5个减少到3个，掘进工作面个数由23个减少到12个。

(3)通风系统优化 潘二区生产近30a，井下系统复杂，巷道多且局部变形严重，因此设计通过封闭部分巷道、扩刷以及更改巷道功能等方式对通风系统进行优化，且因采掘工作面个数减少，矿井需风量和负压大幅下降。

(4)排水系统优化 整合后，矿井排水方式不变，潘二区排水系统服务范围减小；西四(3～1)采区涌水自流至潘四东区，由潘四东区排水系统承担。设计对潘四东区排水系统能力进行了校核，现有主排水设备、应急排水设备及水仓均能满足整合后排水需求。

(5)供电系统优化 取消原潘二区工业场地35kV变电所和输电线路，改造工业场地内110kV变电所和新增110kV输电线路，最终形成潘二区由2回110kV电源供电，确保了矿井供电安全。

(6)智能化系统优化 整合后以潘二区为中心，将潘四东区的生产监控、安全监测监控、人员定位、工业电视、计算机信息管理和通信等系统与潘二区系统关联，在潘二区实现对矿井集中监控和统一调度。

(7)压风系统优化 取消潘二区西风井场地的压风设施，其原服务区域由潘二区工业场地和潘四东区场地的压风系统供风。

(8)机构及人员优化 整合后保留潘二区建制，通过精简管理机构、优化生产系统和提高自动化水平，实现精简在籍人员。

4 资源整合后主要成效

4.1 实现煤炭资源科学开采

通过“一矿二区”资源整合后，利用潘四东区开采西四(3～1)采区，与利用潘二区自身系统开采相比，开拓工程量省12km，投资省6.5亿元，运输距离缩短5km，同时不需设新增排水系统，具有投资省、运输短、生产系统简单、生产成本低等优点，实现了煤炭资源的科学开采。

4.2 单产水平大幅提高

通过合理确定资源开发方式和优化开采布局，减少了采掘工作面个数和井下作业人员，确保生产高度集中；同时淘汰了落后设备和工艺，12个掘进工作面中仅2个普掘工作面，取消了2个设备能力低的综采队，整合后机械化作业程度提高，单产水平提高。

4.3 安全可靠性更高

整合后减少了采掘工作面个数和井下作业人员，缩小了采掘活动范围，提高了采掘系统的安全性；同时优化了通风系统，加大采掘工作面配风量，确保了通风系统可靠性；此外优化了供电系统、智能化系统和压风系统，矿井安全可靠性得到进一步提高。

4.4 人员大幅精简

通过一系列精简人员的措施，矿井在籍人员由目前两矿的7791人减少到4345人，减少3446人，最大班下井人数由1500人左右下降到800人以下，大大降低了生产成本。

4.5 经济效益显著

整合工程项目总造价14185万元。与整合前相比，矿井通过减员，每年可减少职工薪酬支出20676万元；通过提前开采西四A组煤采区优质资源，吨煤销售收入提高约170元；矿井生产期内年平均所得税后利润15792万元，矿井实现扭亏为盈。

5 结 论

(1)因亏损严重、潘四东煤矿优质资源枯竭、潘二煤矿部分资源利用现有系统开采技术经济不合理等客观因素，结合国家去产能的要求，潘二煤矿和潘四东煤矿采用“一矿二区”的整合模式，整合后的潘二煤矿规模为5.0Mt/a。

(2)潘二区的西四(3～1)采区划归潘四东区开采，但采区回风、灌浆和注氮仍由潘二区西风井场地设施承担。

(3)对采掘工作面个数进行精简，同时对通风系统、供电系统、智能化系统和压风系统进行优化，矿井安全可靠性得到提高。

(4)通过提前打开优质资源、优化生产系统和减员增效，充分发挥了各分区的系统能力，整合后潘二煤矿经济效益明显。

[1]王长友，郑忠友，张 超，等.薛庙滩煤矿资源整合设计经验探讨[J].煤炭工程，2015，49(1)：12-14.

[2]文 宇，罗康成，高 敏.山脚树煤矿整合设计方案[J].采矿技术，2014(2)：13-15.

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[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.煤炭工业矿井设计规范[M].北京：中国计划出版社，2015.

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[责任编辑：周景林]

Study of‘One Mine Two Areas’ Model Design of Mine Resources Integration under New Situation

CHEN Long-sheng1,WANG Yong1，ZHANG Lei1，GAO Bao-bin2,3

(1.Coal Industry Hefei Designing Institute，Hefei 230041，China； 2.Coal Safety Production Henan Province Collaborative Innovation Center，Jiaozuo 454003，China； 3.Henan Polytechnic University Henan Gas Geological and Control Key Laboratory，Jiaozuo 454003，China)

Because high production cost，continuous loss and local reasonable of development layout of Pan er coal mine and Pan si coal mine，then‘ one mine two areas’integration model was applied in the two coal mines，scientific capacity was determined by mining filed alternative and disaster control capability，dynamic integration between coal resources scientific mining and fully system production of now was realized，excavation and recovering system was simplified and centralization production and increase efficiency by downsizing staff were realized after some measures were applied，which included improving single working face production，decreasing number of mining and excavation working face，ventilation system，power system，intellectualized system，compressed air system and management organization were optimized，safety reliability and economic benefit of mine were improved obviously.

resource integration；‘ one mine two areas’；scientific mining；increase efficiency by downsizing staff

2017-03-17

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.04.006

国家自然科学基金项目资助(U1304502)

陈龙生(1980-)，男，安徽潜山人，高级工程师，工程硕士，现任煤炭工业合肥设计研究院矿井所总工程师，从事煤炭行业咨询、设计、规划方面工作。

陈龙生，王 勇，章 磊，等.新形势下矿井资源整合“一矿二区”模式设计研究[J].煤矿开采，2017，22(4)：23-25，69.

TD822

A

1006-6225(2017)04-0023-03