高产高效矿井论文矿井建设论文
高瓦斯条件下高产高效矿井建设
摘 要： 寺河矿为高瓦斯矿井，2004年矿井生产原煤801万吨，被中煤协会评为“特级高产高效矿井”，矿井2002年投产以来，在高瓦斯条件下，不断摸索、实践，为矿井高产高效建设积累一定的经验。
关键词：高瓦斯；高产高效
1 概述
寺河矿井是《煤炭工业“九五”计划和2010年远景目标》中重点建设的八大矿井之一，设计能力为400万吨／年。1996年12月正式开工建设，2002年11月8日正式投产。
2004年度，寺河矿被中国煤炭工业协会授予“特级高产高效矿井”，高产高效矿井代表了一个矿井的综合实力，这其中一个主要因素是由矿井高产高效工作面决定的，寺河矿高产高效工作面即为大采高工作面。2004年度，寺河矿共完成原煤801万吨，200
5、2006年全员工效实现25.09吨／工，其中，大采高工作面共完成原煤523万吨，2302大采高工作面实现回采工效153.9吨／工，33021作面实现回采功效147.3吨／工。2004年，寺河矿大采高采煤工艺实现最高日产29023吨，最高月产57.3万吨，平均月产43.5万吨。
2 矿井主要地质特征
寺河矿东区井田面积约53.382KM2，井田范围内可采煤层有3#、9#、15#三层，总厚10.32米，可采含煤系数7.6％，其中3号煤层为主采煤层，厚度为4.45—8.75米，平均6.31米，结构较简单，全区稳定可采。
寺河矿井，属高瓦斯矿井，根据重庆煤科分院提供的3#瓦斯参数测定报告，矿井东区瓦斯含量为9.033m2／t，煤层无自然发火性。井田水文地质条件较简单，矿井正常涌水量约1000m3／min，最大涌水量为1400m3／min。
3 高产高效工作面采煤方法
采用后退式走向长壁大采高采煤法，全部垮落法管理顶板。
高产高效工作面长度设计为225米，工作面走向推进长度虽初为1000米～2000米，随着生产经验、管理水平和队伍素质的提高，工作面走向推进长度加长到4000米左右。工作面采用三进两回通风系统。
工作面采煤机选用SL500型采煤机，刮板输送机型号为PF4－1132，工作面液压支架为DBT-SCHITD。
4 高产高效工作面工艺特点
4.1 多巷道、大断面
工作面顺槽布置为五巷布置(三进两回)，巷道断面为5.0米宽以上的大断面巷道。以3302I作面为例，330
21、330
25、33023巷为进风巷，330
22、23024巷为回风巷，33021巷为工作面皮带运输巷，330
25、33023巷为工作面辅助运输巷。33021巷为5.5×3.5米的矩形断面，330
25、33013巷为5.0X 3.5的矩形断面，330
22、33024巷为5.0×3.5的矩形断面，3302工作面切眼为8.5X 3.8的矩形断面。如图：3302工作面巷道布置(通风系统图)示意图。
4.2 工作面顺槽采用全锚支护
锚杆支护在寺河矿应用以来，尤其是大采高工作面，巷道采用锚网、钢带、锚索联合支护，起到了很好的支护效果。锚杆支护具有施工工艺简单、劳动强度低、可实现巷道快速掘进、适用于大断面巷道支护、简化综采工作面端头支护等特点。尤其是大采高工作面超前支护段，由于锚杆支护本身已考虑了超前压力的影响，使得采煤工作面超前支护段维护变得简单且具有很好的支护效果。另外，采用锚杆支护较架棚支护巷道，省去了采煤工作面的回棚工序，同时，锚杆支护一改支架支护的被动支护方式变为主动支护，为安全增加了保险系统。
4.3 工作面顺槽快速掘进
全矿井布置两个连续采煤机掘进工作面，服务于采煤工作面的顺槽掘进。连采工作面选用美国久益公司(JoY)生产的12CM27-10E型连续采煤机、飞利普斯公司生产的PM2110c型梭车、斯坦姆勒公司生产的BF-14B-54-64C型给料破碎机、瓦格纳公司生产的sT一3.5s型铲车，澳大利亚飞尔奇公司生产的CHDDR-AC型双臂钻机，法国赛特公司生产的TSl28
1、TSl243型负荷中心，国产DSP一1080／1000型胶带输送机。有了这样先进的掘进设备可实现高产高效工作面的顺槽快速掘进，保证大采高工作面的正常接替。以3302工作面为例，33021作面为寺河矿的第三个大采高工作面，工作面长度224米，工作面走向推进长度为3800米，工作面巷道总工程量为24187米，如此大的掘进工程量要实现工作面高产高效，必须提高掘进单进水平，快速完成高产高效工作面的顺槽准备。寺河矿于2D03年3月由连采二队开1330
22、330
23、33024巷的掘进，于2005年4月由连采一队开始330
21、33025巷的顺槽掘进，于2006年3月1日，3302工作面全线贯通，两万四千余米的大断面巷道仅用了11个月就施工
实现了连采掘进月平均单进152米，最高月进尺1402米的好记录，为高产高效工作面的顺槽准备奠定了坚实基础。
4.4 大采高工作面综采设备配置
采煤机引进德国德国艾柯夫公司SL-500型交流电牵引采煤机，该机最大采高5.2m，截深0.865m，牵引速度0-31.8m／min，供电电压3300V，装机功率1715KW，机器重量88t，采用了世界上先进的状态监测和故障诊断技术，具有自动化记忆功能。液压支架及工作面刮板运输机、转载机、破碎机从德国DBT公司引进。液压支架形式为二柱支撑掩护式，支架高度：过渡架为2.25-4.5m，中间架为2.55-5.5m，中心距1.756m，工作阻力8638KN，初撑力5890KN，支护强度0.74-0.91MPa，支架重量为28t。液压支架采用了先进的PM4电液控制技术，可实现成组快速移架，移架循环时间6-8s，并可通过采煤机上红外发射与支架上红外接收，实现与采煤机联动。其它配套设备包括引进德国豪辛科乳化液泵，澳大利亚ACE公司顺槽胶带输送机，法国sITE公司负荷中心以及天津贝克公司监控系统，实现真正意义上的“强强联合”。
4.5 大采高工作面采高管理
根据大采高工作面设备配置，采煤机最大采高为5.2米，支架最大支撑高度为5.5米，2301工作面为寺河矿首采工作面，该工作面采高控制在5.0米以下，2302工作面采高控制在5.0-5.2米之间，3302工作面采高控制在5.5米左右，如此大的采高也是实现大采高工作面高产高效的一项重要手段。
4.6 工作面运输系统
工作面顺槽运输及大巷、主井主运均采用胶带输送机运输，带宽1400mm，运输能力为1600t／h～2500t／h，工作面主运可实现连续运输。工
4.7 工作面快速撤架、搬家、安装
按照传统回采工作面搬家方式，等工作面全线贯通以后再进行工作面的撤架、搬家、安装。需要两个月的时间，这样势必影响高产高效工作面效率。以2302工作面结束，3302工作面接替为例：寺河矿3302大采高工作面为2302太采高工作面的接替面，为实现工作面的快速接替，创造性地提出“九字方针”，即“先撤架、后安装、再贯通”，3302工作面顺槽、切眼掘进过程中，2302工作面就开始撤架并安装，同时3302工作面顺槽皮带也加快安装进度，等3302工作面全线贯通时，工作面各设备已安装完毕，多队组、多工序交叉平行作业，即工作面掘进准备过程中，撤架、安装工作已平行展开，工作面贯通之时即工作面生产出煤之时。3302工作面从撤架、安装到贯通生产仅用时一个月，比传统搬家工艺节省一个月，极大提高了大采高工作面搬家效率。
5 高瓦斯条件下，高产高效工作面的瓦斯治理
寺河矿属高瓦斯矿井，在高瓦斯条件下建设高产高效工作面难度很大，寺河矿以综合治理为原则，即抽放、通风、监测监控和管理四位一体的原则。
1)抽放是根本：从瓦斯涌出的源头切断或减少瓦斯来源的根本性措施。
寺河矿建有全国最大规模的地面瓦斯抽放泵站，2003年，东区井下瓦斯抽放站建成投运，采取煤层顺层钻孔抽放、抽放钻场超前抽放、采空区抽放等措施进行瓦斯抽放，2006年，矿井完成瓦斯抽放进尺81万米，严格执行“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字瓦斯治理方针。
2)通风关键：多风井、大风量、实行分区通风，是高瓦斯矿井治理的关键手段。
目前，寺河矿共四个回风井(西回风立井、胡家掌回风立井、东回风立井、上庄回风立井)，五个进风井(主斜井、副斜井、西斜井、东进风井、上庄回风立井)，上庄进、回风井10月份投入运行，极大缓解了矿井风量不足，为矿井生产能力达到1080万吨创造了条件。
大采高工作面顺槽布置为三进两回的通风方式，工作面一侧为两条进风，另一侧为一条进风和两条回风，紧靠工作面两侧顺槽作为进风主要是稀释工作面上隅角瓦斯。3302大采高工作面回采初期总配风为15000m3／min，回采后期为5000m3／min。
3)监测监控是保证：寺河矿各采掘头面都布有监测监控系统。全面、及时、真实、可靠地将各采掘头面的瓦斯信息传递到地面，以自动报警、断电等方式防止瓦斯危险区域发生事故，监测监控是高瓦斯矿井安全管理必不可少的手段和保证。
4)管理是核心：如果说抽放系统是“硬件”系统，那么，科学而严格的管理是必不可少的软件系统，再好的设备、仪器都是靠人来操作和运行的，从系统管理的角度来讲，以人为本是管理核心，也是管理的本质。因此，建立分工科学合理，岗位职能明确，精干高效的机构完善，人员配备齐全的抽放、通风及监测监控运行及管理机构，是高瓦斯矿井瓦斯综合治理的核心工作。
6 工作面顶板瞥理
高产高效工作面采高大，工作面容易出现煤壁片帮、冒顶、支架不接顶等现象，给大采高工作面顶板管理造成很大困难，针对这种情况在平常的工作中加强工作面顶板管理，各检查、监督职能部门严格按照顶板管理三个体系(质量保证体系、监测保证体系、责任追究体系)加强工作面顶板和工程质量标准化管
理，工作面一旦出现煤体疏松、破碎、顶板难以控制等情况时，能及时降低工作面采高，执行首采工作面过软煤期间的“慢、抬、低”技术方案，有效控制工作面顶板。
7 结论
寺河矿建设高产高效工作面是一个不断摸索、实践的过程，要真正实现高产高效还存在提高资源回收、进一步提高巷道掘进单进水平、工作面超前瓦斯预抽时间短、矿井可持续发展等问题，这都需要在以后的生产过程中继续探索和实践。
参考文献：
[1]中国煤炭企协采掘机械化专业委员会，中国煤炭学会开采专业委员会，中国煤矿高产高效矿井建设论文集，徐州：中国矿业大学出版社，199
7、199
8、199
9、2001，
[2]王显政，加快高产高效矿井建设，促进煤炭工业经济增长方式的转变，煤炭科学技术，1997(1)，
[3]赵宏珠，综采高产高效途径极其成套设各可靠性研究，北京：煤炭工业出版社，1993，
