三号矿采掘机械化自动化和信息化.docx
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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1
17.92
9.09
45.54
1.42
1.04
Ⅰ类容易自燃
煤2
16.90
16.90
43.82
1.52
0.98
Ⅰ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1
17.92
9.09
45.54
17.92
510
50
45.54
有爆炸性
煤2
16.9
16.9
43.82
16.9
420
75
43.82
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
16.3
15.1
1.2
0
0
0
0
1079
100
0
0
80
0
乡镇煤矿
按井型划分
合计
能力≥120
30＜能力＜120
能力≤30
16.3
15.1
1.2
0
0
0
0
1079
100
0
0
80
0
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
20
18
16.3
2370.6
278.3
2.5
10
瓦斯
有
容易
中等
0
0
0
0
0
0
0
0
16.3
0
100
0
0
1079
0
80
380
15
20
40
炮采
否
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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（t/h）
电压
等级
（kV）
装机功率（kW）
刮板链速（m/s）
型号
厂家
破碎能力（t/h）
电压
等级
（kV）
功率（kW）
配套转载机型号
型号
厂家
支撑高度（m）
工作阻力（kN）
适用角度（°）
适用顶板
1
SGB620-40T
山东矿机
100
150
660
55
0.5
2
3
4
5
备注：
煤矿及重点煤机生产企业填写此表，可续页。
附表4
横山县樊家河煤矿三号矿小型煤矿掘进适用装备表
序
号
掘进机（综掘）
装载机（掘进）
连采机
型号
厂家
生产
能力（m3/h）
掘进截面（m2）
适应坡度（°）
煤岩硬度（f）
电压
等级
（kV）
总装机功率（kW）
型号
厂家
生产
能力（m3/h）
轨距（mm）
电压
等级
（kV）
功率（kW）
斗容（m3）
型号
厂家
最大
采高
（mm）
切割
宽度（mm）
行走速度（m/min）
电压等级
（kV）
总装机功率（kW）
1
PBⅡ-11
太原重工
600
660
11
2
3
4
5
备注：
煤矿及重点煤机生产企业填写此表，可续页；装载机包括铲斗装岩机、耙斗装岩机、装煤机等。
附表5
横山县樊家河煤矿三号矿自动化系统、信息化系统表
序号
矿井名称
综合自动化系统
管理信息化系统
井下运输自动化系统
工作面自动化系统
井下排水自动化系统
供电自动化系统
压风机自动化系统
提升自动化系统
主要通风机自动化系统
应急救援管理系统
矿压监测管理系统
束管监测管理系统
人员定位管理系统
机电设备管理系统
1
龙口市桑园煤矿
无
无
有
无
无
无
无
有
无
有
有
有
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
备注：
煤矿企业负责填写，已建成填写“有”，未建成或未建填写“无”。
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