淮河北岸,淝水河畔,坐落着一座千万吨级现代化矿井——淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿。张集煤矿曾经以打造“一流的管理、一流的技术、一流的队伍”为定位,用5年零3个月建成了一座“21世纪标志型现代化矿井”。历经22个春秋,张集煤矿以打造全国煤炭行业标杆煤矿为目标,用高标准、严要求创建,奋力打造本质安全型标杆矿井、智慧创新型标杆矿井、集约高效型标杆矿井。在2023年煤炭行业对标工作会议暨首届煤炭行业标杆煤矿矿长论坛上,张集煤矿荣获“全国煤矿标杆煤矿”称号。

抓源头,强化灾害治理,打造本质安全型标杆矿井

安全是煤矿永恒的话题。张集煤矿以淮河能源控股集团“三重一大”安全管控体系为遵循,认真落实煤业公司“八位一体”安全管理体系,探索总结“15358”三违综合防控机制和“56”安全预控管理办法,实现从思想源头和作业流程中管控安全。

张集煤矿始终将安全生产作为首要任务。该矿在建立完善的安全管理体系的基础上,始终坚持“安全第一,预防为主”的原则,以“瓦斯治理、灰岩水防治、断层治理”三大灾害治理为重点,健全完善重大灾害治理体系,抓灾害治理源头,从根本上解决灾害治理难题。

瓦斯是淮南地区煤矿重大灾害标志之一,张集煤矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯地质条件复杂,煤层松软、透气性低、瓦斯压力大、含量高。该矿秉承“瓦斯不治,矿无宁日”、“瓦斯事故是可以预防和避免”的理念,树立积极主动全面的瓦斯治理观,坚持“区域措施先行,局部措施补充”,优先保护层开采,确保预抽效果达标;坚持“一个钻孔就是一项工程”,从根本上做到抽采精细化管理,实现抽采最大化,杜绝瓦斯超限事故。积极推广应用“以孔代巷”、“一孔两消”、“软煤定向”、“梳状钻孔”、“地面钻井”、“打钻防喷”等瓦斯治理新技术,有效提升瓦斯治理效率和效益。该矿已连续5年实现了瓦斯零超限。

A组煤底板灰岩水是张集煤矿受水害威胁最严重的充水性因素,灰岩水害防治也是该矿防治水工作的重点。该矿遵循“因地制宜、综合探查,区域治理、分源防治,治理达标、绿色开采”的技术原则,探索形成“三维地震勘探普查、地面区域探查治理、井下C3Ι组含水层疏水降压和采前综合物探、钻探验证及回采安全监测、预警”“四层网”综合防治体系,进一步查明A组煤采区底板灰岩含水层水文地质条件,重点探查治理太原组灰岩含水层与深部奥陶系、寒武系灰岩含水层之间的垂向导水构造,坚持奥灰水与太灰水防治并重,解放A组煤储量6600余万吨。

张集煤矿地质条件异常复杂,落差大于3m的断层占比高,是该矿重大灾害之一。该矿按照“将过断层向治断层转变”的要求,在长期断层治理过程中,逐渐树立“断层就是风险,风险不防控就是隐患”、“断层不治,生产无序”等思想,坚定“像瓦斯治理一样治理断层”的信心和决心,采取区域治理和局部治理相结合的方法治理断层破碎带,制定《断层破碎带治理暂行规定》等管理文件,规范断层治理工作,由工作面过断层向超前治理可控制转变,从被动防范事故向超前防范事故诱导因素转变,在管理体系、地质保障、创新断层治理技术等方面总结了一套行之有效的经验做法,在行业内得以推广应用。通过有效治理断层,近年来,张集煤矿安全回采的工作面最大落差断层为8m,3m~5m的断层10余条,实现了采掘工作面零顶板事故。

重创新,推进成果转化,打造智慧创新型标杆矿井

创新是引领发展的第一动力。张集煤矿以建设全国智能化矿山为目标,以“一网打尽、一屏尽览、互联互通、信息共享”为方向,将5G、WiFi6、GIS一张图、智能装备等与煤炭开采技术深度融合,实现了井下、地面网络全覆盖,完成领导驾驶舱、信息化平台、设备全生命周期、智能仓储、智慧园区一二期等22项功能优化提升,形成智能化采掘工作面、智能通风、智能仓储等智能化系统,实现矿井多板块智慧升级。2022年6月28日顺利通过安徽省能源局智能化示范煤矿建设验收。

该矿注重科技创新,积极推进技术创新工作,以打造智慧创新型标杆矿井为目标,创建“智慧张集·创新院”,组建以全国“五一劳动奖章”获得者张海骄、“江淮杰出工匠”李忠敬、技能大师代群超为主要带头人的“大师联盟”工作室,积极探索研究制约矿井高质量发展的“瓶颈”难题,集众人之智,筹众人之力,积极探索透明地质技术,创新使用随钻随探技术,利用长距离定向钻孔,探查钻孔附近煤岩界面以及钻孔半径15m范围内可能存在的地质异常区,30m范围内的低阻异常区,实现复杂地质条件下,高瓦斯压力近距离煤层区段长探长掘要求。该技术在张集煤矿东一1煤顶板轨道大巷应用取得了良好效果。创新使用随采随探技术,对回采工作面开展随采地震实时动态监测,通过随采地震数据实时采集、上传、处理、动态成像,完成基于随采地震前方150～300m范围内地质构造、应力集中区、顶底板损坏深度、顶板破碎区及起伏段的滚动精细探查,形成工作面前方地质透明化。该技术在1615A工作面顺利应用,成功预报了工作面内隐伏断层,保障了采煤工作面稳定有序回采推进。

机电系统是煤矿的重要系统之一,也是智能化矿井建设的重头戏。张集煤矿以“四个替代”为抓手,大力推进主运系统升级改造,在东一13-1上运胶带机实现巡检机器人“AI识别+红外感知+自动称重”,新增南翼-380m～-480m胶带机巷实现机器人巡检,减少皮带机司机岗位人员配置。通过对井下主运系统进行智能化升级改造,实现顺煤流开车,远程控制,无人值守,达到减人提效目标。同时,该矿大胆创新使用单轨吊无人驾驶系统,通过在机车上安装雷达及红外传感器,对行驶区域内的行人及障碍物等进行探测,自动识别,及时发出预警,并在必要时自动减速或停车,实现轨道自动检测,机车运行时根据不同的负载和爬坡角度,自动切换驱动部数量,控制不同工况条件下机车车速,实现远程操控、无人驾驶。

张集煤矿在科技创新上敢于“吃螃蟹”,是全国首个使用煤矿立井盾构机的矿井,先后成功应用Φ2.5m、Φ4.5m盾构机。2015年9月,世界首台直径4.5米矿用盾构机于在张集煤矿亮相,并在后续使用中创造了560米的月进尺纪录;2020年12月,世界首台直径2.5米微型盾构机在张集煤矿成功试运行,实现圆班进尺41.6米,创造了世界微型盾构机单班及圆班进尺的新纪录。积极推广应用履带式自动化钻机,在14146底抽巷应用自动化钻机作业线,较传统打钻模式可减少用工4人,单台钻机台效2650m/台·月,人均效率314.37米/人·月。

强管理,提升经营效果,打造集约高效型标杆矿井

“牢牢把握高质量发展这个首要任务”。张集煤矿以经营效果体现矿井高质量发展成效,准确识变、科学应变、主动求变,顺势而为、借势而起、造势而进、乘势而上,以集约高效为目标,持续推进矿井高质量发展。

近年来,随着科技水平的不断提升,煤炭行业也纷纷踏上智能化发展征程中,张集煤矿总结分析制约矿井高质量发展的种种原因,以“四流分流”建设为手段,将矿井正常生产而带来的煤炭流、矸石流、人员流、物料流在井下现场严格划分,形成先进矿井运输模式。该矿“四流分离”系统的构建完成并投入使用,实现了运输方式从交织到专用的飞跃,矿井运输效率迈上新台阶。煤炭流、矸石流彻底分离,原煤煤质显著提高;人员流、物料流各行其道,安全与效率实现突破。单轨吊网络化运行,实现了物料运输无绳化、点对点一站式配送;矸石运输连续化,打破了常规的井下矿车出矸传统,实现了副井不提矸;架空乘人装置网络化,实现了人员坐着“板凳”进采区,职工劳动强度大大降低,幸福感和获得感也得到较大提升。

物料配送直接影响矿井生产效率。张集煤矿坚定不移走集约高效发展路线,大力推进“一站式配送”智能物流运输模式建设,基于矿井已实现的智能仓储、物资管理系统以及“大巷电机车+采区单轨吊”的辅助运输方式,建成物料手机APP“点餐”式申请、审批和跟踪系统,利用车辆调度和物流管理系统、大巷电机车自动驾驶、单轨吊远程控制,实现物料信息全流程管控,运输点对点“一站式配送”,实现物料周转高效管控,运输作业减人提效。同时,该矿在井下投入使用49台单轨吊,全面实现无绳化运输,所有采区的斜巷、顺槽全部实现单轨吊网络化运输,运输效率提高50%,人员减少60%。单轨吊无人驾驶和远程集中驾驶、遥控驾驶、集装箱装运等新技术,正在有序推广应用,为下一步集约高效发展奠定基础。

设备是矿井开采的重心。张集煤矿打造设备全生命周期健康诊断系统,将抽、压、排、提、主煤流和采掘等主要设备的在线故障诊断系统与设备关键部件使用寿命相结合,具有远程监视、报警推送,定期形成专家健康诊断分析报告,实现管理人员在不同场景下全天在线运维管理,解决以往设备检修不足或过度检修问题,做到精准检修,大大提高了设备的维护效率和精确性。目前,该系统已成为安徽省示范项目。

张集煤矿经过多年的高强度开采,坚持集约高效目标,大力实施“一优三减”,不断优化采场布局,对原设计8煤与6煤分煤层采区进行了联合布置,优化采区设计,加快1616(3)、1410(3)等已打开采区的边角块段资源回收,加快采区封闭及巷道报废,减少采区数量,降低管理幅度,实现集中生产,提高生产效率。

历史的脚步铿锵有力,未来的发展更需坚定信心。张集煤矿以高标准、严要求的态度,奋力打造全国煤炭行业的标杆煤矿,也将以此荣誉为起点,继续保持卓越的业绩和良好的企业形象,为煤炭行业的繁荣和发展做出更大的贡献。(吴运生)