“鼠标一点，井下瓦斯数据一目了然，按钮启动，各种设备连锁集中控制、红外线感应全自动风门、人员定位跟踪系统……”面对煤矿深部开采的严峻形势，河南郑煤集团裴沟矿以“科技兴矿、科技兴安、科技强矿”为指导，围绕防突和瓦斯治理、矿井水害防治、采面高产高效、支护改革和机电运输环节改造，先后制服“瓦斯虎”，增大“肺活量”，打造“铁筋骨”，增设“千里眼”等技术创新工作，一系列科技创新和技术装备让这个有着近50年历史的老矿重新焕发出生机和活力，该矿连续四年保持河南省“五优”矿井称号，被河南省工信厅授予郑煤集团首个“五优”示范矿，实现安全生产2500多天，科技助推该矿飞速驶入了安全高效发展的快车道。

　　实行信息自动化、增设“千里眼”

　　“装备系列化，管理信息化”是现阶段国家对煤炭行业发展新的要求。裴沟矿敢为人先，早在2009年就成立生产自动化监控中心，经过两年的探索与建设，裴沟煤矿矿井综合自动化控制系统初步建成。通过运行，在矿井供电系统、主运输系统、主排水系统以及主副井提升系统、矿井主扇控制系统等方面实现了在地面监控中心对远方设备的监测监控，达到了现场设备的无人值守、运行参数实时显示、历史数据记录、生产信息实时传送发布，使矿井的安全生产初步实现信息化管理。进入2011年，裴沟煤矿对矿井综合自动化系统又进行了深入开发和扩展。在现场应用方面，提高了自动化控制率，并在自动化控制系统对现场的适应性方面进行了技术革新，增强了系统运行稳定性，降低了故障率；在信息发布方面，开发出独具特色的信息管理系统，设备运行数据及年、月、日信息自动生成后以圆饼图、柱状图、表格形式通过WEB实时发布，界面醒目、美观，各个职能部门可以随时通过网络浏览掌握，该矿还把原来的安全监控系统由原来的通信传输方式升级为高速光纤传输，采用以太网传输平台，主干线网采用工业以太网，井下采用本安型交换机实现全数字化数据传输。系统改造优化后，不但容量增大，而且避免了传感器误报警、断线故障的发生，在瓦斯超限等异常情况发生时，可及时采取断电措施化解风险，实现了“装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速”的目标。这一系列技术研究成果，使裴沟矿通风与防突技术在理论上更加完善，方案更加科学，措施更加缜密，为该矿安全生产提供了更加可靠的技术支持与保障，由于裴沟矿生产信息自动化控制从系统技术水平、运行效果、取得效益等方面都处于集团公司领先水平，该技术成果在2011年被评定全国煤炭企业管理现代化创新成果二等奖、河南省企业管理现代化创新成果一等奖。

　　执行“两堵一注” 制服“瓦斯虎”

　　瓦斯位于五大自然灾害之首，瓦斯抽采与利用是解决瓦斯灾害的根本手段之一。实践证明，只有变被动排放为主动抽采，才能将瓦斯事故防患于未然，从而在根本上解决瓦斯灾害频发的问题。裴沟矿被定性为高瓦斯突出矿井后，为治理瓦斯、预防突出事故，裴沟煤矿付出了大量的人力和资金，广大科技人员也在防突消突方面倾注了大量的心血和汗水，该矿技术人员积极运用所学知识，立足现场，深入钻研业务技术，研究瓦斯涌出与突出的机理和规律，按照国家安全生产监督管理总局、发改委、能源局、煤监局印发的《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》对瓦斯抽采系统、抽采方法及工艺、抽采达标评判、抽采达标责任提出了更高的要求，该矿把瓦斯抽采利用作为科技攻关的一个课题，立足于裴沟煤矿现有的瓦斯抽采和瓦斯发电系统，把瓦斯利用与瓦斯治理相结合，把瓦斯利用与节能减排相结合，把瓦斯利用与保护生态环境相结合，突破瓦斯利用的技术难点，摸索适合裴沟煤矿生产实际的瓦斯抽采技术，独创大直径钻孔“两堵一注”高负压抽采技术，在强力推进“先抽后采，效果达标”的同时，加大瓦斯利用，变害为利，变废为宝，坚持“区域防突措施先行，局部防突措施补充”的原则，树立“采掘之前抽采达标、采掘当中少上措施”的理念，实行以预抽为主的瓦斯治理措施，全面推行由生产过程治理向超前治理转变，实现抽采和防突效果达标。通过开展“采煤工作面卸压和非卸压条件下抽放半径测定”、“三软厚突出煤层大直径顺层钻孔预抽煤层瓦斯效果研究”和“三软煤层高应力区深钻孔施工技术研究”三项课题攻关，确定瓦斯抽放半径的影响因素；探索钻孔瓦斯抽放的防突机理和高瓦斯、高地应力条件下钻孔在成孔过程中钻孔应力分析，系统地研究符合裴沟矿实际的防突技术理论，提高防突保障技术水平。2011年在瓦斯防治与防突方面，该矿技术人员共完成了《“三软”突出厚煤层回采工作面消除煤与瓦斯突出危险性研究》、《安全监控系统以太环网改造研究与设计》、《“三软”突出厚煤层大直径顺层钻孔抽放效果研究》等七项技术研究成果，有力的破解了防突难题。

　　优化通风网络、增大“肺活量”

　　随着31、42采区的投产，全矿井32、34、31、42四个采区联合开采、四个风井联合运行，通风路线增长，通风网络复杂，风量调配困难、通风阻力较高，通风系统抗灾能力面临考验。在2012年，我矿将“开展多风井联合开采抗灾能力分析与研究”，对矿井通风系统进行解网分析，找出矿井实行多风井联合运行后通风系统存在的问题，并合理调节各主扇运行参数，避免联合运转期间各自相互影响。结合矿井采掘接替设计布局，详细分析矿井通风网络，优化并进一步杜绝矿井风网中的角联、锐角通风现象，提出具体的矿井通风系统优化及抗灾、减灾研究方案。为裴沟煤矿长远发展奠定坚实的基础。通过开展“矿井监测监控系统稳定性研究”， 针对性研究瓦斯监控系统运行中出现的问题，例如：线路断开，监控系统干扰、监控设备无信号、温度天气影响等，提出针对性措施，保证信号出现异常时及时发现并处理，降低事故发生概率，提高矿井安全生产系数，为矿井安全生产保驾护航。在对通风系统进行优化的同时，积极推广新技术：如井下主要地点风门完成了注浆加固改造实现连体化；井下所有风门安装了传感器，井下风门同时打开的问题得到有效解决；对深部副井瓦斯抽采泵站安装了在线实时监测系统；所有局扇安装了馈电传感器，解决局扇意外停风引起的瓦斯事故。在42风机电控中采用高压变频调速控制装置,可以对风量、风压进行任意调节，代替过去挡风板控制方式，不但节约了大量的电能，而且改善了系统的运行性能，这些新技术应用为整个矿井通风系统安全、稳定运行奠定了基础。

　　强力支护改革，打造“铁筋骨”

　　裴沟矿开采深度已达500米以下，随着矿井深部开采，线路延长、压力增大，矿压显现明显，原有的支护工艺和支护方法已远远不能适应矿井中长期发展需要，特别是井下十头地点增多，仅靠日常扩修根本解决不了问题，在岩巷掘进中，该矿通过增加巷道断面和支架强度、实行煤（岩）巷壁后注浆、岩巷打锚索、煤巷缩小棚距、推广应用自动上梁器，采面端头支架改进等一系列措施，通过加强采掘工程质量管理、革新各种施工工艺、推广新技术、新设备，减轻了职工劳动强度，改善了作业环境，提高了单进水平。该矿推广使用围岩注浆加固、锚注技术治理底鼓，提高围岩抗压能力，成为岩石掘进中一大亮点，得到了集团公司及兄弟单位一致好评和广泛认可。2011年，该矿在31071工作面开展了综采工作面设备升级改造新工艺应用技术研究，采用ZFT6000/19/28T型液压支架，很好地适应了“三软”煤层综放工作面对支架初撑力、工作阻力等方面的要求；优化了端头支护技术，解决了端头支护量大、劳动强度大的难题，摸索出一整套适合不稳定煤层的三机配套生产工艺，提高了顶板管理水平和回采工效，工作面平均单产稳定在11～12万吨/月，该技术项目经过近一年的研究和实施，为裴沟矿带来了巨大的经济效益，该矿生产机械化水平取得了更大进步，2011年12月25日，裴沟煤矿《“三软”煤层条件下综采工作面设备升级改造新工艺应用技术研究》项目通过了河南省科学技术厅鉴定，标志裴沟矿新型改造中位放顶煤支架采煤工艺跻身全省煤炭行业前列。

　　独创3+联合支护，破除提升“瓶颈”

　　裴沟矿深部副井深达536米，深部副井井筒从5年前开始出现井壁碹体损坏、变形，罐道发生变形和位移，多次出现卡罐笼现象，并挤压排水管和高压电缆，井筒安全运行受到威胁。因井筒断面大、地质条件差，并且井筒内装备复杂，维修期间还要保证通风、供电、排水等多项重要任务不受影响，井筒维修工程难度在郑煤集团公司历史上前所未有。裴沟煤矿对深部副井的整修问题多次召开技术方案研讨会，确定了创造性的“U型钢支架+锚喷+钢筋混凝土”支护形式，保证井筒在服务年限内的安全运行；在施工中，规划发展科和施工单位一起，从现场实际出发，通过采取“分区域放炮”的积极措施配合其它辅助保护措施使高压电缆未受到任何破坏；通过采用“通风式吊盘”解决了井筒的通风问题；通过采取严密的管子座拆除、安装措施和施工步骤，将正在工作中的已弯曲变形的四趟∮426mm排水管重新校直后固定……。以这些科学、严密的技术措施做保证，深部立井维修工程取得圆满成功，消除了裴沟煤矿重大安全隐患，破解了遏制高速发展的“瓶颈”。

　　首创水体下开采，资源再添“良田”

　　根据裴沟煤矿的采区接替，31、42采区的开发迫在眉睫，但31采区地表有魔洞王水库及堤坝，开采后将对矿井安全构成威胁。为了分析31采区在魔洞王水库下采煤的安全性，以确保水体下安全采煤，同时分析魔洞王水库及堤坝的采动损害程度，以便采取相应的维护加固措施，确保堤坝的安全有效运行，裴沟煤矿同河南理工大学共同开展了《魔洞王水库下开采可行性方案研究》，并编制了《裴沟煤矿魔洞王水库下31采区开采设计》。按照设计提出的开采限高、限速、地面观测、坝体加固等技术措施，各职能部门精心组织，现场严格落实技术措施，目前31071工作面已安全推过魔洞王水库下区域， 31071工作面在水体下的安全开采，是裴沟矿党政领导和全体员工尊重科学、依靠科学思想的具体体现，是科学技术理论指导生产所取得的的丰硕成果。 一系列高科技的推广应用，让裴沟矿如虎添翼，在安全高效发展的道路上阔步前行。

 

 

本网特约记者：王强

编 辑：刘勋