煤矿综采系统优化

陈江

云南东源镇雄煤业有限公司 云南省昭通市 657200

摘要：在井下作业中，先按一定的顺序打开井下井筒，然后开挖巷道，最后布置采区和采煤工作面，然后进行采煤作业。在采矿过程中，工作面要有支撑，采空区要及时充填。产出的煤矸石通过井下提升机运至地面。众所周知，地下开采环境比较恶劣，生产环节和过程管理比较复杂。因此，要合理协调地下与地表的布局与生产系统，提高煤矿的生产效率。

关键词：煤矿采煤；生产系统；优化；

随着煤炭资源需求量的不断加大，利用先进的开采技术实施大规模、高效率的煤矿开采，不仅对解决我国内部煤炭的供需矛盾具有重要作用，还关系着我国煤炭对外出口贸易所带来的产值。基于目前我国采煤方法落后、设备不够先进、安全条件差及资源回收率低等一系列问题，针对煤矿采煤技术提出了合理的优化措施，以期在保证安全生产的基础上提高煤矿的生产效率。

一、煤矿生产的科学管理

由于受煤炭赋存其条件及深度的影响，各矿区有立井排水，也有斜井排水；有单水平排水，也有多水平排水；有大水矿井，也有小水矿井。针对这种情况，煤炭行业对各矿排水及涌水情况进行调查，对排水线路进行优化设计，减少排水距离，尽量采用立井排水，并定期对排水管道进行去垢清洗，减少排水阻力，节约能源；采用满负荷集中排水工作方式，减少排水设施设备启动次数，在节约能源的同时，延长设施设备使用寿命；采用矿井水井下直接处理方式为井下防尘等提供水源，减少地面处理而造成能耗。

二、煤矿综采系统优化的策略

1.煤矿通风系统优化。瓦斯、粉尘、高温等是影响煤炭安全生产的主要因素，要创造良好的生产环境，必须使空气中瓦斯、粉尘等有害物质的浓度降到安全范围，温度降到适宜的范围，解决这一问题的途径是通风。矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部分，是矿井生产系统中的重要子系统。通风系统的主要设备是主要通风机、局部通风机及其附属设施。由于矿井老、旧、杂，设备多，部分风机运行效率低、耗能较大；另外，还存在着通风距离长、风网阻力大、网络容积大、管网效率低、能耗损失严重等问题。矿井通风系统合理与否，关系到矿井的安全生产，也关系到矿井的经济效益。对国内外历次煤矿重大灾害事故的发生、发展规律以及事故的原因分析可知，煤矿重大灾害事故的发生都与矿井通风系统有着密切的关系，矿井通风系统不完善、井下用风地点风量不足、风流不稳定是造成煤矿事故的主要原因之一。建立完善、安全可靠的矿井通风系统，保证矿井主要通风机运行工况合理、风流稳定、风量足够，对保障矿井安全意义非常重大。加强通风管理。按照“以风定产”的原则，对各采掘工作面、机电硐室等用风地点合理调配风量和风速，通风能力满足安全生产需要；确保通风系统稳定，保证新鲜风流中的空气成分符合《煤矿安全规程》的规定。进一步加强矿井主要进风巷道的管理，对巷道失修情况摸底，清理杂物，保持巷道畅通，减小通风阻力，降低通风费用。

2.煤矿提升系统优化。提升是指沿矿井井筒运出煤矸石以及升降人员、设备和器材等。矿井提升设备的主要组成部分有提升容器、提升钢丝绳、提升机（拖动控制系统）、井架、天轮及装卸载设备等。提升主要有矿车提升、带式提升、箕斗提升，矿车与皮带提升与煤炭运输工序相同，箕斗提升包括井底装煤、提升、卸煤等工序。人力运输、物料运输、设备设施运输等与煤炭运输工序构成相同，这里不再分析。（1）煤矿提升系统节能优化。煤炭提升系统除进行设施设备改造、淘汰能耗高的设施设备外，可采用满负荷集中运输，就是当煤炭运输量达到一个工作班的运输量时，开动运输设备运输，减少设施设备启动次数，减少运输负荷不足的问题，提高运输效率，节约能源。（2）辅助提升系统的节能优化。在辅助提升方面继续推广掘进矸石充填技术，减少辅助提升工作量，同时采用集中提升的工作方式，减少提升设施设备空运行时间及启动次数，解决提升负荷不足的问题。

3.煤矿运输系统优化。（1）煤矿运输节能优化。1）井下煤炭运输系统优化。对井下煤炭运输系统进行优化改造，减少运输路程、运翰环节和运输设施设备，尽可能采用皮带运输。采用集中满负荷运输及顺煤流运输方式，减少设施设备空运行与负荷不足的问题，提高运输效率，节约能源。集中满负荷运输就是当煤炭够一个运输班的工作量时，开动设施设备运输；顺煤流运输是指按照煤炭流动方向开动运输设施设备，煤炭运输到哪里，哪里的设施设备就启动。2）地面煤炭运输节能优化研究。地面运输除进行系统优化采用满负荷运输外，在对设施设备进行改造的基础上，尽可能采用自流方式运输煤炭，即利用重力原理使煤炭能够流向目的地。（2）辅助运输节能优化。1）井下辅助运输系统优化。①优化运输路线。针对生产工作地点多，占用运输设施设备多的问题，对运输路线进行优化设计，大大压缩运输路程；②实行集中统一运输方式。针对辅助运输物资品种多、数量少的特点，规划设计多品种、满负荷运输方式，使机车运输尽可能满负荷运输，减少机车放空运行；③尽量使机车往返运输，依据生产或施工计划，科学规划物资运输程序或次序，使机车往返满载运输。2）地面辅助运输节能优化研究。地面运输主要采用集中运输及重力运输方式，减少运输工作量，提高运输效率。

4.煤矿供电系统优化。煤炭生产地点多、生产环节多、组织复杂，占用设施设备多，供电路线长、供电方式多，针对煤炭生产的具体情况，煤炭耗电主要包括排水耗电、通风耗电、压气耗电、掘进耗电、煤炭回采耗电、运输耗电、提升耗电、煤炭分选耗电、照明耗电、通信耗电等，其中主要的是排水、运输、通风、掘进、回采、煤炭分选等耗电。耗电除使用耗电外，还包括供电中的线损、设施设备空转耗电、变电耗电。

5.煤矿压气系统优化。掘进等生产过程需要压缩空气作动力驱动相关的设施设备，如果管路过长将影响压缩空气做功的效率，首先对使用压缩空气作动力的工作领域进行优化，尽可能减少压缩空气使用的场所，尽可能减少多头使用的情况，以便避免压缩空气使用点过多而导致动力不足的问题；其次对使用压缩空气的线路进行合理规划，避免线路过多而影响使用效果的问题；再次对设施设备进行技术改造，提高做功的效率，节约能源。

6.煤矿供水系统优化。我国是淡水资源紧缺的国家，节水节能是我国的一项基本国策。水资源是煤炭生产过程中使用的主要资源之一，供水是矿井生产必需的辅助生产环节。煤矿生产中的水资源主要用于煤炭分选、冷却降温、消防洒水、灭尘喷雾等，在生产过程中对水资源的使用量很大，同时也存在浪费现象。（1）对供水管网进行优化设计。对供水管网进行优化设计时，在满足用水点水量和水压要求的前提下台理选择管段直径，减少水资源浪费及供水过程中电能资源的浪费，最大限度降低运行成本。（2）用变频器对水泵进行控制，实现供水系统的恒压变频供水。通过变频调控技术可以提高设备效率，节省电能。（3）加强管路管理。以重力原理作指导，铺设供水管路，将地面或高水平老塘积水直接输送到用水地点，既节省设施设备，叉节约电能；及时维护供水管路，对安设久远的旧管路和已锈蚀较严重的管路进行更换，减小供水管路的阻力，杜鲍跑冒滴漏现象的发生，在节约水资源的同时实现电能的节约。 总之，对煤矿采煤生产系统，提出了煤矿通风系统优化、煤矿生产的科学管理、煤矿提升系统优化、煤矿运输系统优化、煤矿压气系统优化、煤矿供水系统优化、煤矿供电系统优化。

参考文献：

[1]李萍．试析煤矿综采系统优化．2019．

[2]王文中．浅析如何选择合理的采煤工艺．2018.