山西長治縣振興煤業有限公司礦井回采和掘進工作面聯合試運轉效果分析

毛新華

（山西省煤炭基本建設局，山西 太原030006）

煤礦建設項目聯合試運轉是在煤礦建設項目按照初步設計完成所有單項工程后，依據制定的聯合試運轉方案開展聯合試運轉工作，通過試驗運行使得各生產系統安全、可靠、正常運行，以期各項生產指標都能達到礦井設計要求，同時能夠真實反映礦井存在的不足之處以及薄弱環節，以利于在聯合試運轉后逐步完善，使礦井投產后能夠穩定、安全、持續、均衡生產。

山西長治縣振興煤業有限公司是經山西省煤礦企業兼并重組整合工作領導組辦公室批準的兼并重組整合項目，設計生產能力為90 萬噸／ 年。 為確保聯合試運轉安全、順利進行，振興煤業成立了聯合試運轉機構，編制了聯合試運轉方案、聯合試運轉安全技術措施及各類應急預案。 在聯合試運轉過程中，堅持以系統聯動、調試和檢修為主，嚴格執行國家有關安全規定、規程，使聯合試運轉在堅持 “ 安全第一” 的原則下有序進行。

1 振興煤業建設基本情況

山西長治縣振興煤業有限公司位于長治縣西火鎮西掌村東南處，批準開采3 －15 號煤，開采深度1 130～850 m，井田面積2.8899 km2，設計生產能力為90 萬噸／ 年，礦井設計利用資源儲量為1 427 萬噸，可采儲量為1 141 萬噸，礦井服務年限為10.7年，其中9 號煤層2.1 年，15 號煤層8.6 年。 礦井為瓦斯礦井。 水文地質類型為中等。

井田開拓方式為主斜井、副立井混合開拓。 在副立井井底車場東側，沿15 號煤層向南平行布置運輸大巷、軌道巷道及回風大巷至井田中南部，然后拐向南偏西方向分別布置運輸、軌道及回風下山。 軌道大巷通過井底車場與副立井相接，運輸大巷及運輸下山通過煤倉通道與主斜井相接，回風大巷通過井底回風巷與回風立井相接，形成了15 號煤層開拓系統。

礦井采用機械抽出式通風方式，中央并列式通風系統。 主斜井和副立井進風，回風立井回風。

礦井投產時布置一個綜采工作面，工作面回采采用走向長壁后退式采煤方法，綜采一次采全高回采工藝，全部冒落法管理頂板，掘進巷道采用機掘工藝。

2 聯合試運轉人員組織機構情況

礦井配備了1 名礦長，生產、安全、通風、機電副礦長各1 名，1 名技術負責人，43 名工程技術人員，4名專職安監員，20 名安全管理人員。 通風安全瓦斯檢測班班長1 名、副班長1 名，瓦檢員12 名，放炮員10 名，主副井提升機司機12 名，安全檢查員14 名，所有特種作業人員全部持證上崗。

礦、科室、區隊三級管理機構設置完善，各工種生產及輔助人員均已到位并進行了崗前培訓，經培訓合格，特殊工種持證人員基本滿足生產要求。 按照相關規定和生產要求，礦制定了安全目標管理制度、安全辦公會議制度、安全檢查制度、安全隱患排查與整改制度、安全技術審批制度、安全教育及技術培訓制度、安全生產獎懲制度、井口檢身及出入清點制度、重大危險源管理制度、“一通三防” 安全責任制度、安全生產事故應急救援預案、消防管理制度、安全投入保障制度、勞動保護制度、礦用設備器材管理制度、工程施工制度等一系列管理制度。

聯合試運轉期間，礦井各生產系統按試運轉方案及操作規程規范操作，以設備監測和調試以及礦井安全、生產系統協調為目的，以生產為輔助，認真排查整改現場存在的隱患和安全問題，了解設備性能，掌握設備各項參數，積累基礎數據，為礦井正式生產創造良好安全條件［1］。

試運轉期間，各生產區隊均實行三八制作業，采煤工區兩班生產一班檢修；主副井提升系統均在每天早班定時檢修；在生產中隨時對設備及各系統進行檢測、維護和檢修。 實行安全生產責任制，機電設備實行包機責任制，大力開展生產和機電管理標準化，按規范使用設備，強制維修保養，礦井各系統達到和好于設計要求。

3 15101 回采工作面主要系統聯合試運轉期間運行情況

3.1 15101 回采工作面主要生產系統基本情況

礦井首采區為1501 采區，首采工作面為15101工作面，15101 工作面推進長度960 m，工作面長度125 m，平均煤厚3.5 m，煤層平均傾角3° ～5°。 采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法，自然垮落法管理頂板。 工作面裝備MG300 ／ 700－WDK 型電牽引采煤機，GZ630 ／ 220 型刮板輸送機1 部，SZZ730 ／ 75型轉載機1 部，PCM90 型破碎機1 臺，DSJ100 ／ 63 ／ 2×125 型可伸縮輸送機1 部， ZZ7200 ／ 22 ／ 45 型液壓支架，運輸、回風順槽超前支護為ZCZ7600 ／ 22 ／ 45型超前支架。 工作面泵站安裝WRB200 ／ 31.5 型乳化液泵2 臺，RX－1500 型乳化液箱2 個，PBW320 ／10 型噴霧泵2 臺，清水箱1 個。 工作面設備列車安裝有KBSGZY－1000 ／ 10 負荷中心2 臺，為工作面采煤機、工作面刮板運輸機、轉載機、破碎機、乳化液泵、噴霧泵等設備供電，工作面電源取自采區變電所動力部分的2 臺高壓開關，全部實現瓦斯全電壓斷電。

工作面巷道共布置兩條順槽，即一條運輸順槽和一條回風順槽。 兩順槽均采用錨網索支護，沿煤層頂板施工。 回風順槽與回風大巷、軌道大巷相通；運輸順槽與軌道大巷、運輸大巷相通。

15101 工作面通風系統：工作面主要進風巷為軌道大巷→15101 運輸順槽→15101 工作面→15101回風順槽→回風大巷→回風立井到達地面形成工作面回風系統。

15101 工作面主運系統：運輸順槽與運輸大巷直接相連，工作面落煤通過工作面刮板輸送機→轉載機→運輸順槽皮帶→運輸大巷皮帶→井底煤倉→主斜井皮帶→地面。 輔運系統：15101 運輸順槽、回風順槽軌道大巷平交，工作面設備、材料運輸通過副立井、主斜井→副立井井底車場、主斜井甩車場→軌道大巷→15101 軌道、回風順槽→回采工作面。

3.2 15101 回采工作面主要系統運行情況

在聯合試運轉期間針對15101 綜采工作面設備進行了適應性測試，通過測試，15101 工作面設備對振興礦的地質條件和設計能力具有良好的適應性。

聯合試運轉初始采煤系統設備開始空載試運轉，帶負荷試運轉后，工作面推進12 ～18 m 時，老塘側直接頂從工作面中部向兩頭逐步垮落，初次垮落步距為15 m；工作面推進45 m，工作面頂板初次來壓，初次來壓步距為45 m，該位置回采產量為2.7 萬噸；工作面推進70 m 時，工作面第一次周期來壓，該位置回采產量為4.0 萬噸。

聯合試運轉開始后6 個月，礦井試生產工作面累計出煤39.3 萬噸；掘進煤量為2 萬噸。 礦井采煤系統經過試運行已經趨于完善，運轉正常，達到礦井設計生產能力。 工作面原煤產量具體見表1。

表1 礦井試運轉15101 回采工作面原煤產量統計表（萬噸）

4 掘進工作面主要系統聯合試運轉期間運行情況

4.1 掘進工作面主要生產系統基本情況

礦井配備了一個綜掘隊，綜掘隊負責接續工作面回采巷道的掘進，全部采用綜合機械化掘進，巷道支護采用錨網索聯合支護，掘進巷道采用機掘工藝，使用EBZ－120 綜掘機和EBZ－160 綜掘機掘進，采用FBD№6.3 ／ 22×2 型防爆對旋局部通風機通風。

4.2 掘進工作面主要系統運行情況

針對礦井首采地段水文地質條件復雜等特殊情況，礦制定了相應的安全防范措施及施工方案，保證掘進工作的順利進行。 礦井首采區域水文地質條件簡單，施工時只是受頂板裂隙水影響，因有三號煤采空區影響，在施工中仍不能掉以輕心，采用迎頭進行超前探放的探放水方法進行施工。 在受水害威脅區域施工時，各掘進迎頭先由地測科進行物探，根據物探結果制定鉆探方案，鉆探隊根據地測科制定的探放水方案進行鉆探探放水。 在鉆探探放水過程中，礦地測科每班安排專人現場跟班。 掘進隊在掘進前必須嚴格按照短探短掘施工，確認掘進巷道迎頭60 m 范圍內無水害威脅時，允許掘進30 m 進尺。 每條巷道在掘進施工過程中，緊跟綜掘機后面布置一趟4 寸排水管路，安裝兩臺排水能力均不小于40 m3／ h的水泵，并確保排水系統能正常使用。

在頂板破碎、遇斷層巷道的施工措施，在礦井部分區域頂板破碎，頂板條件差，通過試生產時的不斷摸索，礦總結出了一條較為成功的施工方案。 采用錨索、縮小支護排距加強支護，施工時使用前探梁等進行臨時支護，有效防止頂板冒落，同時采用一掘一錨的循環方式，縮小循環進尺，縮短空頂時間。

試生產期間，通過采取以上措施以及對掘進系統不斷優化，簡化運輸環節，減少運輸設備，礦井掘進單進水平不斷提高。 自礦井聯合試運轉至5 月份，共完成進尺1 106 m，最高單進284 米／ 月，各月掘進進尺見表2。

表2 各月掘進進尺及掘進煤量統計表

礦井自聯合試運轉以來，礦井掘進系統運轉正常，單進水平不斷提高，主要影響因素為瓦斯治理、防治水，其余完全能滿足礦井正常生產及接續的需要。

5 礦井聯合試運轉效果分析

振興煤業自聯合試運轉以來，通過對礦井各系統不斷的調試、補充完善及改進等，目前各系統運行正常，各系統的設備性能、運行參數符合國家規定，礦井生產能力達到了設計要求。

礦井試運轉期間，對工作面各設備性能、運行情況進行了測試和記錄，對工作面頂板壓力顯現、水文條件進行了觀測和分析，對試運轉過程中出現的問題及時進行解決。 6 個月試生產累計出煤41.3 萬噸，平均月產量8 萬噸，其中15101 工作面39.3 萬噸，最高日產3 200 t；掘進煤量為2 萬噸。 目前礦井采煤系統已經趨于完善，運轉正常，達到礦井設計生產能力。

礦井自聯合試運轉以來，對掘進系統進行不斷優化，簡化運輸環節，減少運輸設備，使用新設備，提高了單進水平。 針對井下水文地質條件復雜多變這一特點，各掘進迎頭采取超前鉆探等探放水措施進行施工，確保了掘進施工安全；礦對各掘進隊的施工工序進行現場寫實記錄，并通過對該記錄的認真分析，組織相關部門進行研討，對掘進施工工序進行了優化，提高了各巷道的單進水平。 6 個月共完成進尺1 106 m，礦井掘進系統運轉正常，可以滿足礦井正常生產及接續的需要。 原煤產量具體見表3。

表3 礦井試運轉原煤產量統計表（萬噸）

振興煤礦經過6 個月的聯合試運轉，礦井在人員編制、機構設立、職工培訓、制度建立、安全管理等方面滿足礦井安全生產的要求，各大系統設計合理、運轉安全可靠，均已達到了初步設計要求，可以滿足礦井正常生產的需要，聯合試運轉工作達到了預期目的，取得了良好的效果。 在回采和掘進工作面運行上總結出了以下經驗。 一是提高質量標準，加強工作面礦壓觀測，提高工作面信息化水平，保證泵站壓力符合要求，及時更換維護液壓元件，確保工作面支架初撐力達到規定要求。 在以后的工作面設備選型時應考慮端頭支架的使用，以提高端頭支護能力。 二是綜掘機掘進后配套運輸設備以0.8 m 皮帶為宜，安裝檢修方便，設備可靠性高事故率低。 同時抓好質量標準化建設，以質量標準化建設促進安全生產。 加大創新意識，積極推廣新技術、新工藝、新設備，振興煤業巷道均布置在煤層中可考慮引進連采設備，提高掘進單進，減少掘進隊伍。