煤矿掘进工作面提效方案研究与应用

煤矿掘进工作面提效方案研究与应用

张长海

（江苏徐矿能源股份有限公司，江苏 徐州 221616）

摘要：张双楼煤矿深化掘进提效创新，重点解决规划设计、生产组织、设备设施、人员素质、工作质量、工作作风等制约单进水平提高的深层次原因，从根本上保证矿井生产接续稳定。以掘进提效创新理论研究和提高掘进单进水平为目的，攻克掘进提效技术难关，把不断提高单进水平。同时坚持技术与装备创新，实现掘进高效化。

关键词：煤矿；掘进提效；升级改造

0引言

根据2022年生产情况，结合当前装备水平、生产系统情况，完成生产计划，需要攻坚克难，实现掘进新突破。矿井步入了开创高质量发展崭新局面的新阶段，在深入推进绿色转型发展的关键时期，在加快建设标杆煤矿的重要节点，迫切需要通过调查研究掌握提质增效的方法，找到实现突破的路径。深入掘进头面，真正把情况摸清、问题找准、对策提实，通过“走访转”，发现一些问题，部分小问题现场或短时间内已解决完成，部分主要问题还需要持续发力，真抓实干，以实现掘进提效攻坚新突破。

1矿井基本情况

张双楼煤矿于1979年开始建设，1986年12月建成投产，设计生产能力120万吨/年，主副井位于煤矿中央区域附近，落底标高分别为-591.4m和-528.5m。2006年，张双楼煤矿进行改扩建，扩建完成后，生产能力由120万吨/年增加到180万吨/年。2008年年底新副井建成投入使用，落底标高-780.51m。张双楼煤矿全区分3个生产水平，即-500m、-750m、-1000m水平，每个生产水平又进一步划分为若干个采区，各水平之间以暗斜井相连，全区开采山西组7、9煤，且该两层煤的采区分布基本一致，-500m水平划分为东一、东二、东三和西一、西二、西三、西四、西五共8个采区。-750m水平划分为东一、西二、西三采区。-1000m水平划分为东一、西一、西三采区、西三下山采区、延伸采区。

2掘进提效存在问题

原煤系统可靠程度低、系统复杂，事故未能杜绝。掘进工作面设备多、战线长、运输系统复杂，如12采区区段回风巷1部溜子穿轨道，检修空间小；23910溜子道开窝初期安装5部溜子；矿井西翼增补风道2部溜子、2部皮带出矸石；24901溜子道运输联络函外围2部皮带2部溜子，等等。系统较复杂，岗位司机占用多，事故率较高，维护力量跟不上，对掘进效率造成一定的影响。

地质条件变化快，影响单进发挥。12采区区段运输巷开窝掘进100m即遇见沉缺区，矸石较硬，由综掘改为炮掘，综掘效率未能得到有效发挥，12采区区段回风巷穿沉缺区掘进，综掘机截割矸石时间长，单班进尺只有3m，23910材料道局部下山角度达到15°，退综掘机时间长，影响单进水平。

轨道系统不健全，制约单进发挥。12采区区段回风巷拐点位置使用转盘道，操作连续性不强，效率不高；9煤地质探巷巷道内系统多，猴椅运行后需要人工捆绑，影响轨道运输效率；23910溜子道轨道运输距离远、系统多，效率低。

部分岗位工种不足。尤其是爆破工、背药工、综掘机司机、电钳工等，造成单位之间人员调动频繁。掘进一区和掘进五区爆破工分别只有6、8人，不能满足两个炮掘头需要。部分单位电钳工人员数量不足。个别边远头面距离远、环境热，职工上班积极性不高，出勤率低，也对生产造成一定影响。

3掘进提效方案

3.1加快装备升级改造

推广应用单轨吊。13902工作面布置不规则，材料道存在4处拐点，使用以往轨道运输系统，需要安装6部绞车。通过外出调研、实地考察、联系厂家，推广应用单轨吊运输，绞车司机、信号工等由10人减少至2人，同时运输效率较以往有增无减；23910溜子道根据设计，研究应用气动单轨吊车，安装并投入使用；设备可沿巷道内悬轨进行短距离负重操作，运输灵活性、操作性较高，降低了职工劳动强度，结合使用经验，下一步将在12采区区段回风巷推广使用单轨吊，提高运输效率。引进运输新设备。23910溜子道首次应用三相同步变频永磁滚筒皮带，该设备能够重载平稳启动，杜绝了以往重载启动减速箱受力过大情况，降低了事故率，目前该设备已平稳运行4个多月，工作面运输巷将持续推广应用。

3.2做好超前预控

针对掘进头调头换面，超期安排相关部门做好开窝前系统建设、施工方案制定工作；做好新头面设备、材料准备工作，针对猴车、梭车、耙装机、绞车等需要用到的设备、材料，提前安排管控部门制定采购计划，保证生产组织平稳有序。做好设备周转储备工作，部分头面施工完成，第一时间安排回收掘进机等关键设备，安排部门人员跟踪检修进度，为新头面投入使用做好设备储备工作，以系统思维谋划掘进工作，超前考虑掘进头施工工艺、系统建设情况。

3.3优化原煤运输系统

23910溜子道开窝前期安装5部溜子，系统较复杂，且事故率较多。安排召开协调会，指导督促掘进单位加快集中控制系统安装进度，通过安装集中控制系统，1~4部溜子由1人控制，减少了固定岗位作业人数。目前集中控制系统使用效果较好，掘进头面超过2部以上系统，具备条件的全部使用集中控制，减少固定岗位人员。

3.4持续创新应用新技术、新工艺

应用梭车拐弯技术，21916溜子道轨道运输系统建立初期，联合机电工区、厂家实地查看现场，制定施工方案，首次采用梭车弯道托绳轮，在两处拐弯区域实现梭车连续运输，减少了人工运料距离，简化了运输系统。类似条件的系统，将进一步推广应用该项技术，并逐步延伸。

应用数码电子雷管，使用前期组织厂家对工区技术人员及爆破工进行岗前安全专项培训，在24采区运输上山下段首次试用。通过厂家及矿井分管爆破技术人员现场指导施工，目前矿井爆破掘进头已全部使用数码电子雷管掘进，保证了施工安全，提高了现场施工效率。

3.5加大岗位人员培训力度

加强特殊工种培训，每月定期举办掘进单位维护员学习培训班，邀请技能大师及厂家技术人员进行授课，提高维护人员素质。加强班组长、爆破工、掘进机司机及智能化操作维护人员等特殊工种培训力度，保证满足安全生产需求。对掘进单位所需的电钳工、综掘机司机、绞车司机、输送机司机等工种，采取多批次举办培训班，不同工种培训时间错开，同一工种每次每工区参加人员不超过3人。生产过程中需要培训的，根据掘进需要随时安排，第一时间协调开班，保证岗位人员满足生产需求。

3.6制定攻坚克难突破的方案

针对一些施工难度大、危险程度高的工程，提前谋划、认真分析，制定针对性的施工方案，实现掘进提效新突破。TDS硐室施工面通风问题，深入剖析制定完善的方案，针对作业高度超高问题，系统分析、研究制定平台施工方案及一次挑顶高度，通过摸索创新，平台上方安装耙装机，降低人工攉矸石工作量，有效解决最高12m施工难题，解决人工出矸石效率低问题，提高了掘进效率。

4掘进提效效果分析

实施掘进生产工艺创新以来，掘进效率大大提高，完成了既定的目标。矿井可持续、健康发展既需要安全保证，更需要高效有力的科技发展、生产提升来支撑。通过新装备使用，不断改善作业条件，持续提升劳动效能，减轻职工的劳动强度。解决制约单进水平的深层次原因，从根本上保证矿井生产接续稳定解决13902、23910工作面接续紧张问题。

5结语

张双楼煤矿加强掘进提效创新技术的适用范围、条件和效果，对掘进提效技术措施进行科学规范分类，确定适合矿井地质条件的掘进提效技术组合与参数，形成技术规划。加大快速掘进技术与优化支护工艺及掘进提效装备的研究力度，逐步实现机械化、自动化、智能化作业。逐步实现“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的掘进高效化。

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作者简介：张长海（1979.8-），男，汉，江苏沛县人，2020年7月毕业于中国矿业大学，煤矿开采技术专业，专科学历，技术员职称；现在江苏徐矿能源股份有限公司，从事技术员工作。