平煤大型矿井产能分析及对策

高树耸

（平顶山天安煤业股份有限公司一矿，河南 平顶山 467011）

1 基本情况

1.1 矿井概况

平煤股份一矿位于平顶山煤田中部，行政区划属平顶山市卫东区。矿井于1957年12月动工兴建，1959年12月简易投产，设计生产能力为150万t/年，1971年达到设计产量。经1974年和1987年两次扩建，矿井设计生产能力提高到400万t/年，2015年12月经重新核定生产能力为400万吨。矿井为煤与瓦斯突出矿井。煤尘具有爆炸危险性，煤层自燃发火期为3-6月。一矿目前水文地质类型综合评价为中等类型，矿井正常涌水量在123m3/h，最大为209.1m3/h。矿井绝对瓦斯涌出量为47.45m3/min，矿井相对瓦斯涌出量为6.04m3/t。煤层瓦斯压力0.01-1.54MPa，瓦斯含量 1.0-7.28 m3/t。

1.2 资源赋存条件

截至2017年12月31日，矿井保有资源储量21565.3万吨,其中丙、丁和戊组煤层10384.9万吨，己组和庚组11180.4万吨；深部范围内保有资源储量21081.4万吨。全矿井合计保有资源储量42646.7万吨。

煤厚基本在2.0m左右，最厚达3.6m。井田内构造简单，褶皱一般不发育。煤层沿走向虽有小的起伏，但大断层稀少，仅在井田中、深部发现落差在20-40m的正、逆断层五条，并伴有次一级宽缓向斜和背斜，井田内小断层较发育。

直接顶板主要为泥岩、砂质泥岩，有个别地段相变为中、粗粒砂岩或粉砂岩。老顶主要为中、细粒砂岩，个别地段相变为砂质泥岩。直接底板为泥岩、砂质泥岩，老底为中、粗粒砂岩，个别地段相变为细粒砂岩或粉砂岩。

2 生产布局情况

矿井采用立斜井多水平开拓，生产集中在二、三水平，二水平标高-240m，三水平标高-517m。现主要生产采区为二水平戊三采区、三水平戊一上山采区、戊二下山采区、戊一下山采区、丁二采区。采掘工作面数目满足《煤矿安全规程》规定。存在采区接替紧张局面，二水平戊三采区、三水平戊一上山采区即将于近3年内结束，正在开发的有2个采区，即三水平戊一上山采区、三水平下延戊二上山采区。

3 系统分析

3.1 提升系统分析

一矿共有三对副井，即院内副井、北一副井、北二副井，分别服务于一、二、三水平，均为立井提升，负责各水平的升降人员和提升物料等辅助提升任务。院内副井提升系统核定能力为173.83万t/a，北一副井提升系统核定能力为292.82万t/a，北二副井提升系统核定能力为92.41万t/a，提升系统总核定结果为559万t/a。

3.2 主运输系统分析

主运输系统由一水平明斜井和二水平主斜井两套独立的提升系统组成。

一水平明斜井内铺设带式输送机型号为：DTL120/100/4×280S，其主要技术参数为：B=1200，Q=1000t/h，v=3.15m/s，L=550m，平均倾角 α=17°，N=4×280kW。胶带为 ST 型钢丝绳芯阻燃胶带。主要担负矿井戊七岩煤带式输送机运输系统的原煤运输任务。

二水平主斜井装备两台GDS-100型钢丝绳牵引带式输送机，设计运输能力400吨/小时，带宽1m，全数字直流调速，最大运行速度1.8 m/s，运输长度1490m，井筒平均倾角17°，电机功率为2×400 kW。主要担负井下戊一岩石带式输送机系统原煤运输任务。

一水平主斜井带式输送机核定能力为426.11万t/a，二水主斜井输送机总提升能力为289.12万t/a，运输系统总提升能力核定为715万t/a。

3.3 通风系统

一矿具有完整独立的通风系统，目前有北一、北二和北三3组主要通风机联合抽出式运转，矿井通风方式为多进风井、多回风井混合式通风，通风方法为抽出式。矿井总进风量为30722m3/min，总排风量为31117m3/min，有效风量率为91%，矿井等积孔为11.7m2，目前矿井通风系统稳定可靠，通风系统生产能力核定结果510万t/a。

存在问题是矿井多二水平、多采区同时生产作业，战线长、范围广，矿井通风系统复杂，通风路线长，管理难度大的局面，不利于通风系统的稳定可靠。随着矿井采掘接替安排，需要对回采结束的采区及时进行封闭，不断简化矿井通风网络系统，使矿井通风系统更趋简单、更加安全稳定可靠。

3.4 瓦斯抽采系统

我矿共有抽采系统6套，其中地面抽采系统1套，井下抽采系统5套。实现了高突采区均安装了瓦斯抽采系统，地面抽采系统为北二地面抽采系统；井下抽采系统分别是：二水平戊三抽采系统、三水平戊一抽采系统、三水平丁二抽采系统、三水平丁二临时抽放系统和三水平戊一下延抽放系统。瓦斯抽采总装机能力为2840kW，设计最大抽采能力为1360m3/min，抽采系统均安装抽采自动计量监控装置。以上六个抽放系统能力为1579.64万t/a。

存在的问题是三水平下延采区瓦斯抽采系统目前没有形成，需要及时进行装备。

3.5 排水系统

矿井现有三个水平开采，分别有独立的主排水系统：一水平排水高度177m,主水仓容积2500m3，中央泵房安装200D-43×7型水泵三台。二水平井底标高-240m，主水仓容积3780m3，二水平泵房安装200D-65×10（或200D-65×9）型水泵6台。三水平井底标高-517m，地面标高+186m，排水高度703m，水仓容量3760m3，安装PJ150×12型水泵三台。敷设φ273mm排水管路两趟，从中央水泵房经过北二副井井筒直接排到北二地面水厂。

一水平中央泵房排水系统核定能力为16.41万t/a，二水平中央泵房排水系统核定能力为342.97万t/a，三水平中央泵房排水系统核定能力为173.01万t/a，矿井排水能力核定为532万 t/a。

依据受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度各项指标，一矿目前水文地质类型综合评价为中等类型。现阶段随着开采深度的增加，地表水、大气降水、小窑水已构不成对矿井的水害威胁，我矿主采丁、戊煤层，距含水层层较间距较大，底板含水层水对我矿的采掘活动不构成突水威胁。目前我矿的主要水害威胁为本矿的老空积水，本矿采空区面积、标高、采高等水文地质资料清楚，根据地质资料能够针对性地编制探水设计、探放水安全技术措施，能够有效防止水害事故的发生。

3.6 影响煤质的主要因素及对策

3.6.1 影响煤质的主要因素

①随开采水平的延伸，特别是进入三水平戊二、丁二采区后，煤层变薄（煤厚2m左右），断层增多，煤层内在灰分明显增高，煤质变差。②下分层采、掘工作面的增加，回采、掘进时，采掘头面顶板压力大、破碎，掉、冒顶矸石造成外来灰分的增加，严重影响到矿井毛煤质量。③随采掘机械化程度的提高，掘进工作面设计高度一般在2.6～2.8m，受煤层厚度的影响（煤厚2m左右），掘进工作面施工时，出现多破矸石现象，造成了灰分的增加。

3.6.2 采取措施

①根据煤层厚度合理支架选型，避免出现因支架选型不合理造成采高超高多破矸石，影响煤质；加强生产源头煤质管理，严控采掘头面高度，监督落实生产单位按设计高度施工，严禁因超高出现人为破顶破底影响煤质。②针对下分层回采、掘进工作面，进行超前管理，采取采面上网、及时拉架等措施，严控掉顶、冒顶的发生，尽量减少外来灰分对煤质的影响。③加强对过断层采掘头面的煤质管理，过断层的采掘头面，生产单位必须有过断层的煤质专项管理措施，对煤质影响较大的断层必须采取放振动炮集中排矸保煤质措施。

4 产能分析结论

综上所述，矿井各生产系统合理，能力能够满足400万吨产能需要，存在的主要问题是开采逐步向深部转移，采区接替紧张，瓦斯制约生产、单产单进水平仍然不高。主要对策如下：①加快开拓工程进度，推动新采区尽快投产，缓解接替紧张局面。②加强瓦斯治理力度，避免瓦斯制约生产力。③提升装备水平，提高单产单进。④实施布局优化，简化矿井生产系统，实现减人提效。⑤要严格管控煤质、提高售价，努力提高矿井盈利水平。