神东矿区采掘接续精细化管理研究

2022-05-13高登云李瑞群侯志成

煤炭工程 2022年5期

高登云，李瑞群，侯志成

(国能神东煤炭集团有限责任公司，陕西神木 719300)

采掘接续计划是全面指导矿井采掘生产的重要技术文件，是煤炭企业科学制定全年生产经营计划、指导矿井科学有序开采的主要依据，编制采掘接续计划工作也是煤炭企业的核心技术工作和龙头环节。采掘接续计划的准确性是衡量其编制质量的一项重要指标，矿山企业的设备配套、人员配置和工程施工等各项工作都要依赖采掘接续计划的准确性保证其科学有序开展，然而在实际工作中，受到多种因素的影响，采掘接续计划的准确性常常难以保证，这些影响因素主要包括采掘接续编制方法不正确、各种影响因素考虑不全面、月进尺和月产量与现场实际不相符，采掘接续编制人员编制不细致，采掘接续编制没有采用信息化软件工具、采掘接续日常管理不严格等[1-3]。为了提高采掘接续计划编制的准确性，神东矿区密切结合矿区的开采特点，充分利用精细化管理方法和科学的定额测算手段，从改进编制方法、强化管理和积极采用信息化手段等多方面入手，大幅提高了采掘接续计划的准确性。

1 神东矿区开采特点

神东矿区地跨晋陕蒙三省，是我国首个2亿吨级煤炭生产基地和国家重要的煤炭生产基地，神东矿区的开采具有：

1)煤层赋存及矿井开拓。矿区煤层倾角平缓，埋藏浅，赋存稳定，其中13座矿井开采侏罗系煤田，1座矿井开采石炭二叠系煤田。影响生产的主要地质构造包括断层、薄基岩、近距离煤层上覆集中煤柱、富水区、空巷等，这些地质构造不同程度地对采掘生产造成影响。矿井开拓方式也相对简单，矿井多采用平硐或斜井开拓，盘区式布置方式，有条件的矿井直接采用大巷条带式无盘区布置。

2)生产模式。神东矿区采用现代化安全高效生产模式，千万吨矿井有8座，工作面回采速度快、掘进效率高，主运输全部采用带式输送机运输，辅助运输和搬家倒面全部采用无轨胶轮化运输，形成了具有神东特色的生产模式。

3)掘进工艺。神东矿区目前掘进工艺主要包括连采机掘进工艺、掘锚机掘进工艺、综掘机掘进工艺和快速掘进系统工艺，掘进机械化程度100%，不同的掘进工艺又有其各自的特点和适用条件。

4)回采工艺。神东矿区绝大部分采煤工作面采用综合机械化一次采全高回采工艺，也有少数工作面采用放顶煤回采工艺。综采工作面的长度一般为300m左右，推进长度一般为2000～5000m。综采工作面实现了1.8～8.8m的采高液压支架设备配套的系列化，回采工作面机械化效率同样达到100%。

在编制采掘接续时必须紧密结合神东矿区在煤层赋存、矿井开拓、生产模式、地质条件、掘进和回采工艺上的特点进行编制。

2 影响采掘接续计划准确性的因素分析

影响采掘接续计划准确性的因素既包括生产技术方面的，包括确定采煤工作面总煤量、掘进巷道总工程量、单月回采煤量、单月掘进进尺，也包括管理方面的因素，包括技术水平、设备情况、员工技能水平等[4-7]。

亲缘、地缘的关系中，不光只是合作、支持，有时也有相互竞争的情况。从促进成功这一个角度来看，与同伴的竞争是通往成功的必然之路。很多时候，觉得前途迷茫、不知道干什么的时候，恰好是与自己有竞争关系的同伴提醒了该往哪里走。同伴是一面镜子，看到自己的不足，大家又互相为门面，彼此给对方增加光彩，让彼此更具有立体感。在组织中，无论是领导者、被领导者，存在感是需要对方来见证。

1)采煤工作面总煤量。采煤工作面总煤量指工作面巷道掘完后圈出的煤量，主要影响因素有：煤层厚度、工作面参数。在以往编制采掘接续时，往往整个工作面取平均煤厚导致资源量计算不准确。

2)单月回采煤量。影响单月回采煤量的影响因素很多，包括煤层厚度、回采设备配套情况、工作面参数、地质构造情况等，编制采掘接续计划时必须根据具体条件详细分析确定。

3)掘进巷道总工程量。掘进巷道的总工程量由工作面设计施工图纸和规划图纸确定，要实现巷道总掘进量准确，就要保证设计的质量，并且要提前完成设计和规划。

4)单月掘进进尺。影响掘进进尺的因素包括掘进工艺的选择、煤层赋存条件、地质构造、巷道断面尺寸等，同样需要根据具体掘进条件确定合理的单月掘进速度。以往编制采掘接续计划时同样存在平均取值的情况。

5)搬家倒面时间。搬家倒面是将工作面设备由一个作业地点搬到下一个作业地点，其中综采面设备较多，搬家倒面的时间也较长，在神东矿区通常需要7～10d，掘进工作面设备较少，搬家相对容易，一般需要2～5d，搬家倒面所需的时间还和搬家路线的远近、搬家设备的选取等因素有关。

6)其它因素。除了上述主要因素外，采掘接续的准确性还受到设备状态、队伍管理水平、技术水平、矿务工程施工等因素的影响，另外采掘接续编制人员考虑因素是否全面细致、采掘接续管理是否严格也是采掘接续准确性的重要的影响因素。

3 提高采掘接续计划编制准确性的方法

3.1 精确确定工作面回采煤量和掘进巷道总工程量

回采工作面的煤层厚度是不断变化的，要准确确定回采煤量就要分段计算煤量，根据工作面钻孔和两回采巷道煤厚变化情况，结合煤厚变化幅度选取200～500m不等的距离分段计算煤量，如图1所示。

G总=∑G1+G2+G3+G4+G5+G6+…+Gn

式中，G总为工作面总煤量，t；G1、G2、G3、G4、G5、G6…Gn分别为工作面分段煤量，t。

图1 综采工作面分段计算煤量

3.2 准确确定单月产量和单月进尺

神东煤炭集团采用统计分析历史数据与定额测算相结合的方法确定单月产量和单月进尺。综采工作面单月产量主要用历史统计的方法，神东煤炭集团现已完成1.8～8.8m高度液压支架的设备配套，根据月产量的统计，得到了不同高度液压支架设备的实际生产能力，神东矿区不同采高条件下月产量统计见表1，再结合地质条件确定合理的单月产量。

表1 神东矿区不同采高条件下月产量统计

神东矿区目前采用的掘进工艺主要包括连采机掘进工艺、掘锚机掘进工艺、综掘机掘进工艺和快速掘进系统工艺，各种掘进工艺的适用条件、对顶板的适应性和月进尺情况见表2。在编排采掘接续时必须明确掘进工艺，并结合具体地质条件确定合理的掘进速度。并进行现场写实，在分析总结历史掘进进尺及写实数据的基础上，确定单月进尺。

劳动定额是煤矿企业安全生产经营管理的一项重要基础性工作，是科学合理组织生产，优化企业劳动组织，提高劳动效率的基本保障。神东煤炭集团在历史数据详细统计分析的基础上，以劳动定额测算为重要辅助编制年度生产接续计划，根据定额测算出更加符合生产实际的产量任务和进尺计划，进一步提高了月产量和月进尺的准确性。

表2 神东矿区采用的掘进工艺的使用条件和单进水平

神东煤炭集团还利用简道云、魔方等网络办公软件，制作了劳动定额管理系统，同时将掘进定额测算、考核等标准导入系统中，公司及矿井管理人员只需录入地质条件、支护参数，即可实现后台数据的自动计算、分析，不仅减少了管理人员的计算量，更是大幅提高了计划数据的准确性。

3.3 准确考虑矿务工程准备时间

综采工作面掘进完成后，需要进行混凝土底板施工、切眼顶板水压预裂、水仓施工和管路安装等多项矿务工程施工，尤其是在开拓新盘区时，盘区大巷掘进完成后同样要进行混凝土底板、喷浆和管路安装等矿务工程施工，因此要保证采掘接续计划编制的准确性就必须精确考虑大巷和工作面矿务工程准备时间。矿务工程准备主要考虑[8]：

1)在开拓新盘区时，要预留出盘区大巷系统准备、工程准备和机电设备安装的合理时间。以单巷3000m长度的大巷为例，3条大巷准备时间约为180d。

2)对新掘出的综采工作面，要考虑综工作矿务工程和机电设备安装的准备时间。一般情况下，综采面矿务工程准备时间约为90d，机电设备安装时间约为20d。

3)水文地质条件复杂或者高瓦斯矿井，综采面掘出后还要预留泄放水和抽采瓦斯的时间。

4)煤层群开采时，还要为下分层综采面探放水预留出合理的时间。

3.4 实施精细化编排

编排采掘接续时要认真对照采掘工程平面图等技术图纸，详细查看煤层赋存变化和地质构造变化情况，以月为单位详细考虑对每个工作面、每条巷道的影响，把各种影响因素考虑全面。详细考虑生产设备情况，考虑设备配套、是否直搬等方面的影响，结合公司设备配套情况合理调整设备大修时间，保证设备良好的运行。建立工作面过构造预警提示机制，提前组织梳理下月各综采面过地质构造情况，对于存在影响较大地质构造的工作面双向采取措施，一方面采掘接续编制人员详细考虑构造带来的影响的同时，另一方面对现场施工加强指导和督促措施的落实，保证现场采掘作业，提高采掘接续准确性。在采掘接续编制过程中还要详细考虑压茬关系、产能保证、搬家方便、有利于矿压控制等多方面的因素，确保采掘合理。

3.5 利用信息化系统编制采掘接续

传统的采掘接续编制是由人工定期计算分析矿井“三量”，通过绘制和填报相应的图、表、台帐及文字说明掌握和分析生产准备程度与采掘关系，这种计算方法人工填报数据工作量巨大，接续计划的准确性也不能保证，为了解决这一问题，神东采用信息化系统进行采掘接续编制[9]。

神东煤炭集团利用数字矿山生产执行系统来进行采掘接续编制和管理，该系统实现了接续计划从矿井到公司、再从公司到矿井的全过程管理，通过信息系统可实现资源管理、接续编制和计划报表生成等功能，实现了问题反馈、信息搜集、整理、统计和分析功能。采用该信息系统使采掘接续编制更加便捷和准确，也大大减少了人员的工作量。

为了实时掌控采掘接续的紧张程度，避免出现过于宽松带来的成本浪费和过于紧张而影响正常接续的情况，结合神东生产实际制定采掘接续紧张情况判定指标，确定了采掘接续紧张情况的判定标准，部分矿井采掘接续紧张情况判定见表3。再通过系统自动识别工作面掘进完成时间与回采工作面投产时间来判定接续状态，根据判定的紧张状态及时调整采掘接续计划，保证生产组织的科学、合理进行[10-12]。

表3 神东矿区部分矿井采掘接续紧张情况判定表

3.6 强化日常管理和考核

为了提高采掘接续计划的准确性，神东矿区加强了采掘接续的日常管理和考核。专门制定采掘接续准确性考核办法，对采掘接续编制人员提出严格要求，提高接续编制水平，对采掘接续的准确性年底进行考核。加强生产计划精准管理，将每月计划精细分解到每个工作面的每天，每旬跟踪计划执行情况，在月度生产计划协调会上通报，督促各矿加强计划准确性管理。强化搬家倒面管理，根据实际生产情况，将搬家倒面时间精确到日。每月对计划执行情况进行通报、考核，搬家倒面计划，当月矿井搬家倒面时间超前或滞后计划时间不得超过2d，生产服务中心搬家倒面工期较计划不得超过2d，否则对责任单位处罚。