三号矿采掘机械化自动化和信息化

三号矿采掘机械化、自动化和管理信息化建设情况报告一、基本情况（一）煤矿基本情况樊家河煤矿三号矿前身为樊家河煤矿，1999年企业改制为三号矿有限公司，隶属横山县县政府。矿井始建于1976年7月，1979年4月建成投产，设计生产能力20万吨/年。2006年核定生产能力18万吨/年。矿井开拓方式为立井单水平上下山开拓；通风方式为中央边界抽出式；提升方式为单车双层普通罐笼，1吨矿车提升；运输方式为大巷架线电机车运输，采区、工作面为带式输送机、刮板输送机、JD系列调度绞车运输；排水方式为井下中央泵房一级排水；供电采用双回路供电，高压6KV，低压1140V、660V。2012年实际产量16.3万吨，矿井现有两个正规采煤面（6104采煤面和5201采煤面），两个正规掘进工作面。两个采煤面均为炮采工作面，两个采煤面都是单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护，刮板输送机、带式输送机运输。掘进工作面均为炮掘、耙装机装岩，基本实现了耙装机械化。我矿曾于2011年7月，在5201采煤面安装了双滚筒采煤机进行了试采，由于地质条件等各方面原因，试采没有成功。今后，我矿还将进一步加大这方面研究，待条件成熟时再进行试采。（二）煤矿采掘机械化情况我矿两个采煤面均为炮采（大采高），采煤面已经实现了单体支护化，运输机械化，采煤面采煤方法均为走向长壁后退式，采空区管理方法为全部垮落法，这也是由本矿井地质条件决定的。两个掘进工作面均为炮掘，耙装机装岩（煤），装岩基本实现了机械化。（三）煤矿自动化情况由于我矿条件所限，目前，各大系统还不实现自动化。（四）煤矿管理信息化情况目前，我矿安全管理工作基本上实现了信息化管理。现在我矿安全避险“六大系统”已健全、完善了“五大系统”，井下紧急避险系统正在研讨中。（五）开采技术条件截止2012年末，全矿井地质储量2370.6万吨，可采储量278.3万吨，剩余服务年限11年。本井田现开采煤层共有两层，一层煤含油页岩平均厚度2.5米左右，二层煤平均厚度2.8米左右，两层煤平均倾角都在10°左右。本井田内地质构造主要表现为褶皱和断层。（1）褶皱本井田位于盆地北侧，地层产状平缓，倾角一般在6°～15°之间，走向近东西，有少量波状起伏和宽缓褶曲，但在断层附近变化较大，部分倾角加大，多数变缓，甚至出现倒倾现象，局部形成小褶曲，褶曲的轴向延展与断层延展方向基本一致。（2）断层断层为井田内主要构造。井田内断裂是在区域断裂构造控制下形成的，矿井由于靠区域断层——草泊断层较近，使井田内断裂构造发育，通过对井田的勘探和采掘工程的实际揭露，共发现落差大于20m的大、中型断层7条，落差10m～20m的断层5条，落差5m～10m的断层5条，落差1.5m～5m的断层38条。从实际揭露情况看，小断层不但数量多，而且常常成组出现，相距较近，给采掘正常布置和生产管理带来极大困难，有些块段因为小断层影响，无法布置正规采煤面，只能局部穿采，造成一定的资源损失。目前井田内发现的断层皆为正断层，力学上以张扭性质为主，断层的特征主要表现为：(1)断层落差中间大、两端小，并且在两端表现出尖灭速率快的特点。(2)落差变化大，中小型断层落差在走向上3m内就有变化。(3)走向呈弯曲状，多数在平面上呈现“S”形或反“S”形，有擦痕和镜面。表现了张扭性断层的特征。本井田水文地质条件为中等类型矿区水文地质条件评价矿区地层的岩性成分除第四系砂砾层、泥灰岩之上第四、五、六层钙质泥岩，泥灰岩和粗砂岩外，均以第四系砂质粘土和煤系地层中的泥岩、含油泥岩、油页岩、粉砂岩等隔水层为主。这些岩层颗粒细而质软，有的遇水有一定的膨胀性和可塑性，可视为良好的隔水层。区内各褐煤煤层，质松而脆，内生节理较发育，局部因构造影响裂隙尚发育，使煤层中储存着裂隙水。但因裂隙率小补给量不大，深部因地压加大，富水性弱。含煤地层的底部无大的强含水层。第四系冲积层一般有2～7层砂砾层和2～7层粘土、砂质粘土、粘质砂土。底部常有砂砾层，但底部的砂砾层局部搀杂粘土成分，富水性较差。同时也有厚度不一的粘土或砂质粘土。煤系地层上部为强风化带，多风化成粘土状，塑性好，隔水较好。中部为较强风化带，风化裂隙局部被粘土物质充填。古近系褐煤，由于质松而脆，在隐伏露头处，易被风化成土状与粘土物质混合透水性减弱。泥灰岩、钙质泥岩在隐伏露头的强风化带处，易被风化成碎块，且易被粘土类物质充填，透水性减弱，但强风化带下部充填较差。通过断层带岩心观察，除了泥灰岩外，多以泥质物为主，断层抽水结果说明富水性弱。本井田煤系地层的上部有第四系富水性强的砂砾层，煤系含水层多为直接充水层，生产期间井下正常涌水量为34.6m3/h，最大涌水量86.3m3/h，因此水文地质条件复杂程度为中等。瓦斯煤尘及煤的自燃（1）瓦斯本矿井属于低瓦斯矿井。樊家河煤矿三号矿矿区瓦斯鉴定结果均属于低瓦斯矿井，但仍存在爆炸的危险性。1982年10月2日10时20分，洼里煤矿施工四采区二层煤皮带运输机上山时，由于该迎头长期停风，复工时又未将聚集的瓦斯排放彻底，发生局部瓦斯爆炸事故。本矿井二氧化碳相对涌出量较高，瓦斯和二氧化碳的相对涌出量也极不稳定，应加强瓦斯监测和通风管理。（2）煤的自燃由于井田煤的挥发份较高，节理、裂隙发育以及对采空区封闭不严等原因，容易导致煤层自燃发火。桑园煤矿于1985年、1988年、2000年、2001年几次在井下巷道和采空区发生过自燃发火，损失严重。邻近矿井也多次发生过煤的自燃现象。2009年5月山东泰山矿产资源检测研究院对桑园煤矿做开采煤层(煤1、煤2)中煤的自燃倾向鉴定，结论是：煤1、煤2均属Ⅰ类容易自燃，见下表。煤炭自燃倾向鉴定表煤样水份%Mad灰份%Ad挥发份%Vdaf真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃倾向等级煤117.929.0945.541.421.04Ⅰ类容易自燃煤216.9016.9043.821.520.98Ⅰ类容易自燃（3）煤尘爆炸危险性`2009年5月山东泰山矿产资源检测研究院对桑园煤矿开采煤层(煤1、煤2)采样测定，其结论是煤尘具有爆炸性，详见表。煤尘爆炸性鉴定报告表煤样工业分析(%)爆炸性试验水份%Mad灰份%Ad挥发份%Vdaf火焰长度(mm)最低抑制岩粉量(%)煤尘爆炸指数鉴定结论煤117.929.0945.5417.925105045.54有爆炸性煤216.916.943.8216.94207543.82有爆炸性工程地质条件由井下生产实践和实际揭露的岩层来看，本井地层属“三软”地层，即：顶板软、底板软、煤层软。综合分析认定井田工程地质条件为中等类型。（六）煤矿生产效率及效益2012年本矿全员效率0.99t/工，采煤效率5.22，井下工人数量313人，其中初中及以下220人，高中及中专93人，矿每年都严格按上级要求对全体职工进行安全培训，确保安全生产。2012年矿开采成本170元/吨，左右，利润122万元左右。（七）安全生产状况2012年，我矿累计出现轻伤及以上事故两起，其中重伤事故1起伤1人，轻伤事故1起伤1人，2012年我矿千人负伤率为0.28‰，未发生死亡事故。2012年2月发生一起飞车事故，造成一人重伤，事故由工人违章操作造成。3月发生一起顶板事故，造成一人轻伤，事故原因是顶板破碎，支护力度不够，落矸伤人。（八）实施采掘机械化的可行性分析我矿因受地质条件（“三软”岩层）和井型等因素限制，推进采掘工作面机械化还有一定困难。今后我矿还将进一步探讨，待条件成熟时再进行试验。目前条件下还只能进行炮采、炮掘。二、经验做法由于我矿受地质条件和井型限制，目前要想实现采掘机械化和煤矿自动化还有一定难度，但安全管理信息化方面还是基本实现了，今后还要在采掘机械化和煤矿自动化方面加大科研力度，加大投入，力争有新的突破。三、存在问题由于我矿受地质条件（“三软”地层、大采高）和井型（小型矿井）限制，目前要想实现采掘机械化、还有一定难度，采掘综合自动化和集成管控更加困难。今后我们首先要在采掘机械化方面有所突破，然后再向采掘综合自动化和集成管控方面迈进。四、对策建议在推进煤矿采掘机械化方面，特别是对小型煤矿，希望上级有关部门充分考虑各煤矿实际情况，因矿制宜，有条件的上，没有条件的不能强上，条件不成熟不上，一旦上了就确保成功，不能失败。附表1：三号矿“三化”汇总表附表2：三号矿“三化”明细表附表3：三号矿采煤适用装备表附表4：三号矿掘进适用装备表附表5；三号矿自动化系统、信息化系统表附表1横山县樊家河煤矿三号矿“三化”汇总表生产能力（万吨/年）煤矿数量总产量(万t)回采产量(万t)其他产量(万t)采煤机械化程度(％）综合采煤机械化程度(％）综采自动化水平(%)综采工作面无人化个数掘进总进尺(m)掘进装载机械化程度(％)综合掘进机械化程度(％)掘进自动化水平(%)管理信息化程度(%)综合自动化集成率(%)按所有制划分合计国有重点国有地方16.315.11.20000107910000800乡镇煤矿按井型划分合计能力≥12030＜能力＜120能力≤3016.315.11.20000107910000800备注：1．总产量=回采产量＋其他产量；2．采煤机械化程度（％）=机械化采煤工作面产量/回采产量（机采产量＋非机采产量）；3．综合采煤机械化程度（％）=综合机械化采煤工作面产量/回采产量（机采产量＋非机采产量）；4．综采自动化水平（％）=自动化采煤工作面产量/回采产量（自动化产煤＋非自动化产煤）；5．掘进装载机械化程度（％）=掘进装载机械化工作面进尺（米）/掘进总进尺；6．综合掘进机械化程度（％）=综合掘进机械化工作面进尺/掘进总进尺;7．掘进自动化水平（％）=自动化掘进工作面进尺/掘进总进尺；8．管理信息化程度（％）=安全管理工作实现信息化的百分率;5.综合自动化集成率(%)=集成自动化系统个数/自动化系统总数。附表2横山县樊家河煤矿三号矿“三化”明细表序号矿井名称矿井性质开拓方式生产能力(万t/a)2012产量(万t)地质储量(万t)可采储量(万t)煤层厚度(m)煤层倾角(°)瓦斯等级煤尘爆炸危险性煤层自燃倾向水文地质类型综合自动化集成率(％)采煤机械化程度(％)综采机械化程度(％)综采自动化水平(％)机采产量(万t)无人综采工作面个数非机采产量(万t)掘进装载自动化程度(％)掘进装载机械化程度(％)机械装载工作面进尺(m)非机械装载工作面进尺(m)管理信息化程度（%）井下职工人数技术人员数量适合的采煤工艺是否适合综掘设计核定综采其中综采自动化其他综掘其中掘进自动化机械装岩大本大专中专1桑园煤矿生产立井201816.32370.6278.32.510瓦斯有容易中等0000000016.30100001079080380152040炮采否234567891011备注：1．各类煤矿均要填写，非机械化采煤的矿井机采产量为0，填写非机采产量；2．矿井性质：生产、在建、技改、停产；3．开拓方式：立井、斜井、平硐、露天；4．核定生产能力应以正式文件批复为准；5．煤层厚度：多煤层的填写主要可采煤层厚度；6．瓦斯等级：瓦斯、高瓦斯、瓦斯突出；7．煤尘爆炸危险性：有、无；8．煤层自燃倾向：容易、自燃、不易；9．水文地质类型：简单、中等、复杂、极复杂；10．综合自动化集成率（％）=采、掘、机、运、通等自动化系统综合集成管控率；11．采煤机械化程度（％）=机械化采煤工作面产量/回采产量（机采产量＋非机采产量）；12．综采机械化程度（％）=综采工作面产煤量/回采产量；13．综采自动化水平（％）=综采自动化产煤量/总产煤量；14．掘进装载机械化程度（％）=掘进装载机械化工作面进尺/掘进总进尺；15.掘进装载自动化水平（%）=掘进自动化工作面进尺/掘进总进尺；16．管理信息化程度（%）=安全管理工作实现信息化的百分率；17．适合的采煤工艺：综采、高档、炮采、其他；18．是否适合综掘:是、否。附表3横山县樊家河煤矿三号矿小型煤矿采煤适用装备表序号采煤机刮板输送机破碎机支架型号厂家采高(m)适应倾角(°)电压等级(kV)功率(kW)生产能力(t/h)型号厂家设计长度(m)输送能力(