大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验

　　大柳塔煤矿在高产高效矿井建设中，坚持“高起点、高技术、高质量、高效率、高效益”的 方针，充分发挥地质和装备优势，对矿井生产环节和制约生产发展的“瓶颈”进行大幅度地 技术更新改造，取得显著的经济效益和社会效益：一是将综采国产设备，全部更新为国外先 进技术和装备，提高设备的整体生产力水平；二是引进连续采煤机组用于巷道开拓和房柱式 开采，提高掘进速度；三是对主运输系统进行改造延伸，对主带式输送机进行提速改造，提 高运输能力；四是将矿井人员由最多时的1426人，逐年分离转岗精简为现在的480人；五是 原煤产量、全员工效、回采工效、矿井还本付息能力等主要经济技术指标逐年上升。
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　　2　高产高效矿井建设的做法与经验
　　2．1　充分利用煤层赋存条件，优化矿井和采区设计，为高产高效矿井建设提供自然优势
　　大柳塔煤矿井田构造简单，煤层倾角平缓，赋存稳定，埋藏浅，易开采，顶板中等稳定，适 合全部垮落法管理顶板，瓦斯含量低，安全条件理想，适合机械化长壁式大强度开采，有3 层可采煤层，平均厚度4～6m，属低灰、低硫、低磷、中高发热量的环保型绿色煤炭。

　　2.1.1　采用平硐开拓方式
　　矿井井巷布置充分利用了煤层赋存稳定，开采条件好的优势，采用平硐开拓方式，盘区式布 置，沿煤层布置大巷，沿大巷两侧直接布置条带工作面，开拓方式简单，工程量、岩石量少 ，建井速度快，周期短，投资少，见效快。开拓系统由4条平巷组成，一条带式输送机大巷 ，两条辅助运输平巷，一条总回风巷。矿井采用抽出式通风，走向长壁后退式采煤法。
　　带式输送机大巷与井筒直接相连，井筒在煤层露头开拓时，就与带式输送机大巷合二为一， 实现了带式输送机一条龙连续运输，大大提高了矿井的提升能力。

　　2.1.2　回采工作面沿大巷条带式布置
　　这种布置方式省去了盘区巷道，减少了通风、运输、供排水、供电等系统工程，更便于管理 。同时增加了矿井的开拓煤量和准备煤量，缓减了生产接续的紧张。这种布置减少了盘区煤 柱，提高了煤炭回收率，简化了环节，不论是煤炭运输、辅助运输、无轨胶轮车辅助运输， 材料、设备与人员可以不经任何转载环节，一直运送到采掘工作面。

　　2．1．3　巷道全部推广应用锚杆支护
　　根据煤层稳定、埋藏浅，坚硬而韧性大的特点，巷道全部采用锚杆支护，锚杆支护率达到10 0%。采用树脂锚杆支护，具有预张力和锚固力强的特点，改善了巷道支护状况，促进和保证 了安全生产，节省了人力、物力，提高了工效。

　　2.1.4　 优化工作面设计尺寸
　　工作面设计打破传统设计规范，实现与国际水平的接轨，改革巷道布置，加大采区几何尺寸 ，增加采区储量，保证高产高效矿井建设的进行。工作面长度设计为220～250m，平均235m ，大大增加工作面快速截割时间。工作面走向长度为2000～5000m，平均3500m，可减少工 作面搬家次数，工作面可采储量达到300～700万t。
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　　2．1.5　 生产高度集中，优化合理格局
　　矿井生产模式为“一矿两井两面”，生产布局为“一综两连”，即分别在大柳塔井和活鸡兔 井各布置一个高产高效综采工作面，一个综采工作面配置两个连续采煤机掘进工作面，生产 环节少，系统简单，单产单进高，劳动效率高，综采面每班7～10人，月产量最高超过90万t 。

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　　2．2　 国外先进的技术和装备为高产高效矿井建设提供“硬件”保证
　　大柳塔煤矿瞄准世界一流矿井的标准,在全国煤炭界率先全套引进国外先进技术和装备，大 柳塔井和活鸡兔井均装备国际90年代先进水平的生产系统。实现了“采掘工作面生产集中化 ，机电一体化，掘、支、运系统化，主要运输系统胶带化，辅助运输无轨胶轮化，井巷支护 锚喷化，安全生产监测自动化，现代化程度达到国内一流水平。
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　　2．2.1　优化设备配套，提高工作面的整体生产能力
　　（1）采煤机采用了美国JOY公司生产的6LS-5型电牵引双滚筒采煤机，功率1500kW，截割高 度2.2～4.4m，牵引速度0～15m，截深0.85m，小时生产能力2800～3000t。

　　（2）刮板输送机、转载机和破碎机，采用JOY公司生产的大功率、大运量、高强度、重型化 、坚固耐用的刮板输送机、转载机和破碎机，并采用交叉侧卸机头，集中控制联动，总功率 达2030kW，过煤能力2500t/h，工作面输送机的驱动系统采用软启动和过载保护。
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　　（3）工作面运输巷输送机，引进美国朗艾道公司和澳大利亚ACE公司生产的大运量、长距离 、高强度、大功率、软启动带式输送机，胶带宽1.4m，带速4m/s，小时能力2500t。

　　（4）液压支架装备美国JOY公司生产的高阻力整体顶梁两柱掩护式，支护高度2.2～4.3m， 工作阻力7625kN，支护强度0.951Mpa（951kN/m2）,所有综采工作面的液压支架都采用RS2 0系统电液阀控制，实现快速牵引和跟机移架。

　　（5）与综采工作面配套的动力开关、防爆变压器和供液泵站，分别从英国安狄公司、布鲁 时公司和雷波公司引进，功能强大，性能稳定可靠，提高了综采工作面的整体配套能力和 工 作效率。

　　工作面设备均采用计算机控制：采煤机用遥控器远距离操作；工作面“三机”通过工作面巷 道控制中心进行联锁集中程序控制，刮板机链条可自动张紧；泵站压力由微型计算机电磁阀 控制；液压支架采用电磁阀控制系统可实现邻架操作、程序控制操作、煤机联动控制操作； 工作面设备运行参数可通过负荷中心传输到地面调度室。

　　2．2.2　进口连续采煤机组的成功应用，确保了高产高效矿井建设接续平 衡由于矿井主要巷道布置在煤层中，进口连续采煤机组（采煤机、梭车、运煤车、锚杆机、破 碎机、铲车）机动灵活、自掘自采效率高，安全性好，回采率高，产量大，双巷掘进能最大 限度地发挥效率，月平均进尺2000m以上，最高超过3200m，从根本上改变了采掘失调现象 。使用锚杆机打眼，2个人可以同时打4个眼，从打眼到锚固仅用2～3min，效率在每人每班9 0～140 根，空顶时间短，劳动强度低，效率高，锚杆机都配备了可靠的临时支护系 统，保证 人身安全，干式打眼，采用吸尘装置，为保证综采工作面快速推进创造了条件。

　　2．2.3　辅助运输胶轮化确保了生产准备优质高效
　　辅助运输采用世界上最先进的无轨胶轮车，井下巷道采用支架搬运车、多功能车、客货两用 车及人车输送设备、材料和人员，机动灵活，操作简易，装卸方便，效率高，成本低，快捷 、安全。工人上下班乘坐无轨胶轮车仅需10～30min直接到达采掘工作面，节省时间和体力 ，且安全可靠。

　　2．2.4　引进设备的高效率、高可靠性和服务性，确保了矿井高产稳产进口设备性能可靠，故障率低，厂家对设备的保证期一般不少于600万t产量，国外设备厂家 在矿区设有维修服务点，可以做到一旦发生故障，厂家立即赶到现场解决问题，保证生产 。
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　　2．2.5　 带式输送机确保了煤炭运输连续化
　　井下主运输系统采用澳大利亚ACE公司的长距离、大运量带式输送机，单点多电机，C ST软启动，采用PLC控制，保护齐全，保证了运输的可靠性。胶带宽1.6m，带速4m/s, 最大 运输能力3000t/h,矿井主带式输送机全长4620m，实现了操作集中化，管理信息化，保障了 运输的可靠性。

　　2．2.6　 改变井下供电模式， 确保供电质量
　　综采工作面全部采用进口高产高效机组，设备单机功率大，供电质量要求高，若采用传统的 固定式变电站供电，电站工程量大，工期长，投资高，吨煤成本中电费所占比例明显提高。 矿上利用浅埋煤层特点，在开采区域地表建立35kV箱式移动变电站，通过钻孔直接向井下供 电，采用微机控制，实现无人职守。井下供电系统采用了目前国内最高的10kV的电压，提高 了供电等级和设备运行的可靠性，延长了供电距离，确保供电质量。
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　　2．3　科技创新为高产高效矿井建设提供技术力量
　　2．3.1　采用国际上最先进的“辅助多通道”快速搬家新工艺
大柳塔煤矿吸取国内外综采工作面搬家倒面的经验教训，结合本矿的实际条件，创造了“ 辅助多通 道”，配以高强度复合塑料网护顶和铺底固化道路，全套引进大功率、安全性能好的支架搬 运车、多功能车等特种车辆搬家倒面新工艺。从旧工作面采通，挂网，6000t重型综采设备 的回撤、搬迁,到新工作面的设备安装、调试并达到试生产条件仅需要10天左右时间，最快 是7天，真正实现了快速、安全、优质、高效。 〖HTF〗〖STFZ〗

2．3.2　矿井实现了综合自动化
矿井分别于2000年11月，2001年6月完成了大柳塔井和活鸡兔井综合自动化改造，在全矿建 立起工业控制系统和管理信息系统，将高科技、信息技术首次引入了煤炭生产系统。实现了 数据采集离散化、设备控制分布式智能化、生产管理信息化、办公管理自动化。具体的说， 通过自动化改造，大柳塔煤矿生产系统中的主运输、供水、排水、通风、供电均实现了无人 值守，生产数据以及各系统的设备运行状态、工况参数实现了数字化传送，在调度集控室以 及矿 领导和部门的计算机上可以直观的了解到所有数据。调度集控室只有一名操作员便可对全矿 进行生产协调指挥，对供电、主运输等系统进行操作控制。

　　2．3.3　 安全生产实现自动监测监控
　　矿井实现综合自动化以后，装备了先进的矿井安全监测系统，束管监测系统，实现了对井下 有害气体、通风设施、风速、温度、机电设备的自动监控，依靠科技进步，保证安全生产。 
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　　2．3.4 　 办公管理微机化
　　在矿井现代化系统形成的情况下，通过网络服务器和各级管理人员的PC机，可准确及时完成 全矿安全、生产、经营管理等方面的数据收集、存储、传输及加工处理，实现办公自动化。

　　3　高产高效矿井建设的管理与创新
　　3．1　管理创新为高产高效矿井建设提供了保障
　　技术、装备、管理是高产高效矿井建设的三大支柱。大柳塔煤矿在高产高效矿井建设中，为 了与国际接轨，结合矿井的生产实际，不断学习和借鉴国外先进的管理技术和经验，按照现 代企业管理模式，在全矿建立了ISO9001质量管理体系、OHSMS18001职业安全卫生管理体系 、ISO14001环境管理体系。

　　3．1.1　管理模式创新，机构精简高效
　　通过不断探索，大柳塔煤矿创建了“集中建设，高产高效；科技领先，效率第一；队伍精干 ，一专多能；三线分离，集约管理；突出效益，滚动发展”的“一矿两井两面”高产高效矿 井管理新模式和“六队三办一中心480人”矿井基本架构（见下图）。

　　 图　大柳塔煤矿基本架构图（略）
　　3．1.2　管理科学，人员精干
　　（1）大柳塔煤矿按照实行生产、辅助生产、生活服务三条线管理模式，坚持走高效运作， 精减效能的路子，建立了科学、严格、高效的管理机制。全矿共有员工480人，其中采掘一 线定员250人，生产辅助定员170人，机关及生产指挥中心定员60人，大致形成生产、生产辅 助、机关4：3：1的人员配置。管理机构“6队三办1中心”为综采一队45人、综采二队45人 、连采一队80人、连采二队80人、机电一队100人、机电二队70人；机关共设25 个岗位，其 中矿领导5人，下设生产办公室9人，经营办公室6人，综合办公室5人；生产指挥中心60人。 

　　（2）着力培养“复合型”技术人才。建设高产高效矿井必须有一支高素质的职工队伍，大 柳塔煤矿在高产高效矿井建设中，十分重视人才的培养，先后选派 500余名高中以上文化程 度的采掘队人员到大专院校进行一年综采、连采技术培训，结业后到全国先进矿井进行为期 一年实践锻炼，再经实践和理论考试，选拔成绩优异者组建综采、连采队队伍，主要技术骨 干送到国外进行培训，着力培养“复合型”人才，实行复合工种制，要求员工一职多能。综 采、连采、机运队主要岗位持五证上岗，一般岗位达到了三证上岗。经过多层次、多渠道培 训和投产后的实践锻炼，全矿员工整体素质得到了较大提高，已经具有较高的操作技能和丰 富的生产经验。全矿职工大中专以上文化程度165人，占职工总数34%；具有中级以上职称的 42人，高级职称12人。

　　3．1.3　劳动组织管理创新
　　（1）组织方式灵活机动。矿井打破原来传统“三采一准”生产组织方式，采用“动态检修 ，连续生产”灵活机动的组织作业方式。根据生产需要，综采实行 “8772”工作制，全天集 中生产22h，2 h检修，全矿中心工作紧紧围绕综采生产展开，综采设备正常，全矿连续组织 生产，综采设备要进行强制检修，全矿各系统进行停产检修，这样既能发挥综采设备的优势 ，又可合理利用人力，提高单产和工效，降低电耗。
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　　（2）实现综采搬家不停产。为了使产量均衡稳定，减少非生产时间，达到搬家不停产，矿 上采用3套综采设备，保证两个综采工作面搬家不停产。方法是提前准备接续工作面，提前2 0天安装调试好，达到正常生产条件。同时利用两个综采队的优势，当一个队在不饱和生产 条件下，协助另一个队调试新的综采工作面，保证矿井两个综采连续稳定生产。

　　（3）实施“三长抓机电”管理新模式。矿、队、班组三级管理机构的行政一把手亲自抓本 单位的机电管理工作，逐步形成了“三长抓机电”的管理模式，在生产过程中建立设备“点 检制”及“强制保养制”，实现对设备的动态检修，使设备始终处于良好的状态下运行。

　　（4）创建本质安全型矿井。矿井强化以动态达标为主的质量标准化工作，完善安全基础设 施和安全生产监测监控系统，形成了可靠的现代化安全生产保证体系，实现了安全生产的持 续稳定好转，有效地增强了矿井的抗灾防灾能力，提高了安全管理的科学化、现代化水平， 促进了本质安全型矿井的建设。

　　4　高产高效矿井建设综合指标完成情况
　　（1）创出两种高产高效矿井新模式：① 2000年“一矿一井一面345人年产800万t 商品煤”；② 2001年“一矿两井两面480人年产1400万t商品煤”。
　　表　1996～2001年主要技术经济指标（略）

　　 （2）达到世界一流标准的生产经营指标。2001年，大柳塔煤矿通过矿井重组，结 构调整后， 矿井年生产水平、矿井综合自动化水平、直接工效、全员工效等经济技术指标均居世界前列 （见1996-2001年主要技术经济指标完成情况表）。

　　（3）2001年不断创新的生产最高记录。全矿年产原煤1511万t，其中大柳塔井934万t、活鸡 兔井577万t；平均日产原煤4.1397万 t；全矿最高月产原煤154.8万t；全矿最高日产原煤7.0 8万t；大柳塔井最高月产原煤100.58万t，活鸡兔井最高月产原煤63.37万t。综采一队一面 年产原煤773万t、日均产量2.12万t，最高日产4.38万t，最高月产90.07万t。综采二队一面 年产原煤527万t，日均产量 1.45万t，最高日产3.15万t，最高月产58.99万t；连采最高月进 尺3273m，最高日进尺170m；旺格维利回采月产原煤最高11万t；全员工效106.34t/工；回采 工效540.29t/工；掘进工效1.53m/工；吨煤完全成本58.71元/t，可控成本16.57元/t；全 年完成还本付息4.09亿元，上交各项费用1.98亿元。安全生产无事故。

　　5　高产高效矿井建设体会
　　大柳塔煤矿两种高产高效矿井新模式的创建，为煤炭企业不断探索“双高”建设的新路子做 出了新的有益的尝试，它的成功证明，建设高产高效矿井，科技是根本，装备是基础，素质 是前提，管理是关键。煤炭企业建设“高产高效”矿井是企业发展的前提和保证，走“集约 化管理”之路是适应市场经济、有效发展自我的根本目的和途径。