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从“百年老矿”到“极简高效” 孙村煤矿迎来蝶变新生

作者: 赵婧  张盼  万千  孙元涛    发布日期:2022年02月23日

千米退出政策落地、前组煤储量日益减少、接续紧张……一系列内外部环境变化,对具有百年开采历史的新矿集团孙村煤矿而言,摆在面前的是生产布局亟待重新调整,挖潜浅部优质资源迫在眉睫。

孙村煤矿不等不靠,主动适新应变,以“深部向浅部转移、持续系统优化”为主线,紧扣“六层煤高效、十三层煤突破、注浆减沉、工作面断层超前预裂”等重点工作,颠覆思想、破题攻坚,变不可采为有效经济开采,努力探索出一条极简高效新路径。

通过对煤层赋存、开采布局、生产系统再分析、再论证、再设计,孙村煤矿将战略目光聚焦到煤质好、硫份低的六层煤。六层煤位于-800水平,属于前组优质煤,煤层稳定、结构简单、精煤回收率可达90%以上,有效可采储量150余万吨。

据孙村煤矿副总工程师庄光鹏介绍,之前受限于采高,三机配套无法达到极薄煤层开采要求,他们历时两年多时间,通过对装备技术反复论证和现场摸索实践,确定了“大功率、矮机身、强截割、智能化”装备配套方案,前期小块段试采2619工作面取得圆满成功,边生产边留巷,成型率达90%以上,保证了同煤层连续开采。

随后,2618工作面进入正式开采。作为新矿集团第一个智能化薄煤层综采面,孙村煤矿以“智能采煤机+电液控液压支架+变频软启动刮板输送机”三机配套模式为基础,集成应用“智能电液控支架、采煤机自动记忆割煤、一键式集控、智能泵站集中供液、端头支架自移、智能顶板离层观测”多项关键技术,工作面开机率达85%、自动跟机率达84.5%、记忆截割率突破89%,实现“常态化少人作业、人工干预动态巡检、远程集控一键操作”,月产纯煤3万吨。

2618工作面的高效开采打响了矿井转浅后生产布局优化的“第一枪”。如何保持六层煤开采势头不减、产量不降、接续平稳?孙村煤矿未雨绸缪、全盘布局,将2617工作面列为接续开采面,今年计划升级2617工作面三级配套设备,提高单循环产量,同时最大限度降低采高、减少矸石,从源头控好煤质,力争实现日产2000吨、月产5万吨、年产60万吨的目标。

如果说六层煤是矿井薄煤层开采的“先手棋”,那么赋存稳定、储量380多万吨的十三层煤则是矿井薄煤层持续发力的“后备军”。

按照“设计优化提效率、配套优选提单产、高质留巷保接续”的理念,孙村煤矿根据现场实际做实“尺寸合理化、装备系列化、组织高效化”配置基准,为十三层煤的高效初采奠定基础。

孙村煤矿副总工程师褚恒斌说:“十三层煤与六层煤最大的不同就是煤层中间有夹矸,夹矸破碎难度大,为此,我们计划将普通煤机滚筒更换为异型滚筒,应用深孔爆破技术,通过超前预裂爆破对夹矸进行粉碎,再使用煤机截割。目前巷道正在掘进施工,预计7-9月份进行试开采。”

六层、十三层煤的超前谋划为矿井未来接续打实了基础,而如何实现零压覆、全回收、应采尽采、最大限度延长服务年限,更是矿井效益之要、稳定之需。

孙村煤矿加大找煤扩量力度,积极研究梳理矿井未开采块段的煤层赋存条件,把目标定位在二下撇底煤复采、断层地损、系统煤柱等遗留资源,圈定可采储量800多万吨。同时,随着薄煤层开采、十三层坚硬夹矸机采等重点课题的突破,实现资源由不可采转为有效可采,可延长矿井服务年限10年。 

系统优化是长远效益的关键。孙村煤矿树牢“系统优化再优化”理念,紧扣“两优三减”要求,分水平分煤层从生产设计、生产要素、生产流程、劳动组织全方位持续优化、循环优化。“以主运系统为例,我们预期通过主运卸载点应用新型封闭式漏斗、1#强力皮带驱动改造、应用永磁滚筒等措施,减少岗位人员12人,为矿井轻装上阵守好‘系统关’。”孙村煤矿副总工程师于国振说。

安全是企业发展的前提。孙村煤矿聚焦覆岩隔离注浆减沉、老空水治理,积极探索、创新工艺,确保矿井长治久安。

“浅部资源多以回收煤柱为主,系统复杂,90%属于建下开采,若想实现浅部资源‘颗粒归仓’,必须实施覆岩隔离注浆减沉。”据褚恒斌介绍,他们结合矿井实际,通过在2213东工作面实施覆岩离层注浆充填方案,实现了首个建下工作面的垮落法高效开采。

此外,为使下组煤开采不受东边界关闭矿井老空水威胁,孙村煤矿与山东大学联合立项,以“边界过水通道探查+东边界帷幕注浆技术与新型注浆材料研发+三维水文地质建模”为基础,形成适用于矿井东边界帷幕注浆的关键技术体系及成套方案,有效保证老空水治理的科学可靠。

“孙村煤矿作为新矿老区骨干矿井,发挥着稳定器、压舱石的作用。”孙村煤矿矿长王维表示,下一步,将锚定“打造极精简示范矿井”新航向,以千米以浅可采储量为基础,合理安排生产布局,按照“一采一充一备”组织生产,不断优化系统、降本增效,走出一条老区矿井的生存之路、安全之路、效益之路。