李紅濤，杜 波，張 驎

(1.華北科技學(xué)院, 北京 101601; 2.中平能化集團(tuán)，河南 平頂山 467000)

我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭作為我國(guó)的主要能源，占一次能源消耗構(gòu)成比例的70%以上。煤炭工業(yè)的健康發(fā)展，對(duì)于保證和促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展具有舉足輕重的作用。而安全則是保障煤炭工業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展的根本保證，關(guān)系煤礦員工生命安全和身心健康、關(guān)系國(guó)家和企業(yè)財(cái)產(chǎn)不受損失的頭等大事。由于煤炭開采多屬地下作業(yè)，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)過程復(fù)雜，受到水、火、瓦斯、煤塵和冒頂?shù)榷喾N自然災(zāi)害的威脅，致使煤礦生產(chǎn)安全問題較其他行業(yè)更重要、更復(fù)雜、更難解決。因此，安全歷來是我國(guó)煤礦生產(chǎn)的頭等大事。同時(shí)，我國(guó)也在建設(shè)安全高效礦井的長(zhǎng)期實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

1 我國(guó)安全高效礦井概念和內(nèi)涵

1.1 安全高效礦井的概念

安全高效礦井是指通過采用現(xiàn)代高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)采煤技術(shù)進(jìn)行改造，采用新的采煤工藝和新的技術(shù)裝備，運(yùn)用新的控制監(jiān)測(cè)設(shè)施和新的科學(xué)管理技術(shù)及方法，在一定時(shí)期內(nèi)，礦井產(chǎn)量和效率等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯高于同類礦井平均水平的礦井[1]。該類礦井以實(shí)現(xiàn)開采機(jī)械化、安全可控化、綜合效益最大化為目標(biāo)。

1.2 安全高效礦井的內(nèi)涵

我國(guó)安全高效礦井的基本內(nèi)涵是“三高四好”，即：?jiǎn)萎a(chǎn)水平高、勞動(dòng)效率高、資源回收率高，安全狀況好、勞動(dòng)條件好、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)境治理好，核心是提高單產(chǎn)、減頭減面、減人提效[2]。安全高效礦井內(nèi)涵的內(nèi)在要求是實(shí)現(xiàn)煤炭科學(xué)開采[3]，而實(shí)現(xiàn)煤炭科學(xué)開采的技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①機(jī)械化開采以提高效率；②保護(hù)環(huán)境；③安全生產(chǎn)；④提高資源采出率；⑤采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)以降低成本。

2 我國(guó)安全高效礦井建設(shè)歷程

我國(guó)煤炭工業(yè)安全高效礦井建設(shè)開始于“高產(chǎn)高效”礦井建設(shè)。1992年，我國(guó)在總結(jié)借鑒國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)家煤炭工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)上，提出了“高產(chǎn)高效礦井”的概念，進(jìn)而在1994年7月出臺(tái)了《建設(shè)高產(chǎn)高效礦井暫行管理辦法》。為加速行業(yè)向集約型轉(zhuǎn)變的進(jìn)程，1995年原煤炭工業(yè)部做出了《關(guān)于加快高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的決定》，規(guī)劃用5年時(shí)間在全國(guó)建成100處安全高效礦井[4]?！稕Q定》提出的目標(biāo)在2001年得到了實(shí)現(xiàn)，100處安全高效礦井完成原煤產(chǎn)量2.38億t，占當(dāng)年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦產(chǎn)量的38%，我國(guó)安全高效礦井建設(shè)取得初步成果。

1998年煤炭工業(yè)管理體制變革之后，我國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)承擔(dān)了推動(dòng)全國(guó)煤礦開展高產(chǎn)高效礦井建設(shè)工作，并于2004年組織修訂了《高產(chǎn)高效礦井評(píng)審辦法》。2007年，根據(jù)我國(guó)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的提議，并在廣泛征求各方面的意見的基礎(chǔ)上，我國(guó)從轉(zhuǎn)變煤炭行業(yè)發(fā)展理念出發(fā)，將原“煤炭工業(yè)高產(chǎn)高效礦井”建設(shè)更名為“煤炭工業(yè)安全高效礦井”建設(shè)。從安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益、采掘機(jī)械化程度、信息化建設(shè)和環(huán)境保護(hù)方面，對(duì)安全高效礦井提出了更高的要求。

縱觀我國(guó)安全高效礦井建設(shè)的發(fā)展歷程，大體可分為三個(gè)階段：探索階段、規(guī)范發(fā)展階段和提高與推廣階段。經(jīng)過三個(gè)階段的發(fā)展，我國(guó)安全高效礦井建設(shè)取得了顯著的成果。截至2008年，全國(guó)292處煤礦被命名為安全高效礦井，是2000年的3.56倍，如圖1所示；原煤產(chǎn)量達(dá)到8.62億t，是2000年的4.42倍，如圖2所示。截至2008年，全國(guó)百萬噸采煤隊(duì)達(dá)到259個(gè)，年產(chǎn)超過300萬t的采煤隊(duì)達(dá)到37個(gè)，年產(chǎn)超過600萬t的采煤隊(duì)16個(gè)，年產(chǎn)量超過1000萬t的采煤隊(duì)5個(gè)。

圖1 2000～2008年安全高效礦井?dāng)?shù)量

圖2 2000～2008年安全高效礦井產(chǎn)量

3 我國(guó)安全高效礦井建設(shè)實(shí)例分析

中平能化集團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱“集團(tuán)”)是以煤炭開采為主業(yè)的特大型企業(yè)集團(tuán)，其前身是平頂山礦務(wù)局。平頂山礦區(qū)是新中國(guó)成立后我國(guó)建設(shè)的第一個(gè)現(xiàn)代化大型礦區(qū)，多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)曾經(jīng)一直處于我國(guó)煤炭行業(yè)的前列。近十余年來，隨著開采歷史的延長(zhǎng)，煤層賦存深度不斷加大，開采條件越來越復(fù)雜，瓦斯、水與地溫等自然災(zāi)害威脅增大，給煤炭開采和安全生產(chǎn)帶來負(fù)面影響。

為了夯實(shí)集團(tuán)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，自2008年至2010年，中平能化集團(tuán)開展了以采掘機(jī)械化裝備上水平為著力點(diǎn)的全面的礦區(qū)安全高效礦井建設(shè)。經(jīng)過兩年的安全高效礦井建設(shè)工作，該集團(tuán)在安全高效礦井建設(shè)方面取得了突出的成績(jī)。

3.1 創(chuàng)建安全高效礦井的主要工作

中平能化集團(tuán)在安全高效礦井建設(shè)方面，主要做了以下幾個(gè)方面的工作：

1)建立先進(jìn)的地質(zhì)保障系統(tǒng)。針對(duì)平頂山礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存條件差的特點(diǎn)，廣泛采用高分辨數(shù)字勘探技術(shù)，有綜采的采區(qū)必須進(jìn)行三維地震勘探，為采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)提供精確可靠的地質(zhì)資料；在瓦斯含量和涌出量較大的礦井或工作面，加大區(qū)域治理和局部治理的力度；在受水害威脅的工作面或綜采工作面，采用無線電坑透儀或直流電法進(jìn)行物探，查明含水異常帶，及早采取措施，防止重大事故發(fā)生。經(jīng)常開展地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究，建立采掘地質(zhì)保障系統(tǒng)。

2)更新升級(jí)采掘機(jī)械化裝備，提高礦井機(jī)械化程度。先進(jìn)的采掘裝備是建設(shè)安全高效礦井的基礎(chǔ)，為了打牢采掘生產(chǎn)裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)，集團(tuán)自2008年至2010年，總共投入采掘裝備資金22.58億元。其中，綜采設(shè)備投入資金15.33億元；綜掘設(shè)備投入資金5.53億元；其他裝備投入資金1.72億元。新增綜合機(jī)械化采煤設(shè)備38套；綜合機(jī)械化掘進(jìn)生產(chǎn)線134條，由于新增設(shè)備均來自國(guó)內(nèi)一流的采掘設(shè)備制造廠家，總體裝備處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，為安全高效礦井建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，提高了生產(chǎn)礦井的采掘機(jī)械化程度。

3)優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)。綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，體現(xiàn)了現(xiàn)代化大生產(chǎn)的新格局，其特點(diǎn)是綜采設(shè)備多，尺寸大，推進(jìn)速度快，連續(xù)化生產(chǎn)能力強(qiáng)，搬家倒面工作量大。而平頂山礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，綜采塊段小，為了適應(yīng)大生產(chǎn)要求，公司組織工程技術(shù)人員開展技術(shù)攻關(guān)，根據(jù)各礦煤層賦存條件和地質(zhì)構(gòu)造情況，打破原設(shè)計(jì)的開拓布局，重新劃分采區(qū)。取消人為的邊界，以采面無法通過的地質(zhì)構(gòu)造作為采區(qū)界線，對(duì)原有的小采區(qū)能合并的則合并，能擴(kuò)展的則擴(kuò)展，最大限度地加大采區(qū)幾何尺寸和工作面長(zhǎng)度，減少同時(shí)生產(chǎn)的采區(qū)個(gè)數(shù)，使資源達(dá)到合理配置，充分發(fā)揮采掘機(jī)械化優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高工作面單產(chǎn)。

4)加強(qiáng)職工培訓(xùn)，創(chuàng)新管理。兩年來，在培訓(xùn)方面，集團(tuán)共培訓(xùn)采掘一線作業(yè)人員79964人次，其中培訓(xùn)采煤作業(yè)人員38192人次，培訓(xùn)開掘作業(yè)人員41772人次。各生產(chǎn)礦共組建了58支采掘?qū)I(yè)化隊(duì)伍，其中組建綜采專業(yè)化隊(duì)伍29支，組建綜掘?qū)I(yè)化隊(duì)伍29支。在管理創(chuàng)新方面，各生產(chǎn)礦井廣泛開展了以精細(xì)化管理為主要形式的管理創(chuàng)新，具體體現(xiàn)在人力資源管理、生產(chǎn)設(shè)備管理、生產(chǎn)程序管理、安全技術(shù)措施管理和信息管理等方面。

3.2 安全高效礦井建設(shè)的成果

3.2.1 原煤產(chǎn)量得到提高

自2008年開展以采掘機(jī)械化裝備上水平為著力點(diǎn)的全面的安全高效礦井建設(shè)以來，集團(tuán)原煤產(chǎn)量連續(xù)大幅度提升，如圖3所示。

采煤工作面單產(chǎn)大幅提高，2010年采煤工作面綜合單產(chǎn)達(dá)到69063t/月·個(gè)，比2008年41606t/月·個(gè)提高了66%；勞動(dòng)效率不斷提高，原煤人員效率達(dá)到5.954t/工，比2008年3.783t/工提高了57%。

圖3 2008～2010年集團(tuán)原煤總產(chǎn)量

3.2.2 采掘機(jī)械化程度得到提升

2010年機(jī)械化產(chǎn)量3645萬t，占回采產(chǎn)量的82.25%，首次突破80%大關(guān)，實(shí)現(xiàn)歷史性大跨越。掘進(jìn)裝載機(jī)械化程度也突破了80%的大關(guān)，達(dá)到81.31%。錨桿支護(hù)率達(dá)到77%，保持了煤錨支護(hù)無頂板死亡事故的良好局面，同時(shí)煤錨支護(hù)技術(shù)的推廣，大大降低了支撐鋼材的投入。

3.2.3 安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)得到加強(qiáng)

集團(tuán)各生產(chǎn)礦井深入開展以精細(xì)化管理為平臺(tái)的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，建立安全生產(chǎn)長(zhǎng)效機(jī)制；合理集中生產(chǎn)，礦井技術(shù)裝備和管理水平明顯提高；安全保障技術(shù)有力，抗災(zāi)能力增強(qiáng)；工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低，井下安全生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境和安全形勢(shì)逐步好轉(zhuǎn)；2008年建二礦、六礦、八礦、十礦、十一礦、張村礦和七星煤業(yè)八對(duì)安全高效礦井。

3.2.4 數(shù)字化礦井建設(shè)方面取得新突破

中平能化集團(tuán)在投入巨資大力提高生產(chǎn)礦井采掘機(jī)械化的同時(shí)，也在全自動(dòng)化采煤工作面和數(shù)字化礦井方面進(jìn)行了初步探索。2009年集團(tuán)在一礦和六礦分別建成了河南省第一個(gè)初步數(shù)字化礦井和第一個(gè)全自動(dòng)化綜采工作面。

4 我國(guó)安全高效礦井建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)

我國(guó)煤炭工業(yè)經(jīng)歷了近20年的安全高效建設(shè)，全國(guó)各生產(chǎn)單位進(jìn)行了積極的實(shí)踐，結(jié)合前述內(nèi)容的分析，歸納起來其基本經(jīng)驗(yàn)主要有以下幾點(diǎn)：

1)礦井地質(zhì)保障體系是建設(shè)安全高效礦井的基礎(chǔ)條件。準(zhǔn)確的地質(zhì)資料和超前預(yù)測(cè)，是煤礦安全和高效生產(chǎn)最根本的保障條件。煤礦地質(zhì)保障技術(shù)作為煤礦安全、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，已列入我國(guó)安全高效礦井的保障體系[5]。長(zhǎng)期以來，我國(guó)煤田地質(zhì)和礦井地質(zhì)工作者在煤礦開采地質(zhì)條件的綜合評(píng)價(jià)、探測(cè)技術(shù)、理論和方法以及探測(cè)儀器研制等方面進(jìn)行了大量探索，并尋求為礦井生產(chǎn)提供地質(zhì)保障的技術(shù)途徑和措施，取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，促進(jìn)了我國(guó)安全高效礦井建設(shè)。

2)發(fā)展采掘機(jī)械化和自動(dòng)化是建設(shè)安全高效礦井的引擎。安全高效礦井不斷加大科技和裝備的投入力度，積極采用新技術(shù)、新工藝和新裝備，不斷提高生產(chǎn)技術(shù)水平和采掘機(jī)械化程度，單產(chǎn)、單進(jìn)、原煤工效、采區(qū)回收率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提高，為煤礦減頭減面、實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)、減人提效創(chuàng)造了條件。

3)合理集中生產(chǎn)是安全高效礦井建設(shè)的重要措施。合理集中生產(chǎn)，是減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)、簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理、提高煤炭資源和設(shè)備利用率最有效的措施。煤炭企業(yè)通過改革開拓部署、優(yōu)化巷道布置，實(shí)現(xiàn)了合理集中生產(chǎn), 極大地簡(jiǎn)化了生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，加大了采區(qū)和工作面長(zhǎng)度而增加采區(qū)儲(chǔ)量和服務(wù)年限，從而解決了提高單產(chǎn)帶來的服務(wù)年限縮短和搬家次數(shù)增多的問題，同時(shí)也為簡(jiǎn)化管理創(chuàng)造了條件。

4)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是建設(shè)安全高效礦井的必要保證。建設(shè)安全高效礦井的一項(xiàng)重要工作，就是要保證各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)具有與采區(qū)匹配的生產(chǎn)能力，消除生產(chǎn)中的瓶頸，充分保證采煤工作面能力的最大發(fā)揮。在安全高效礦井建設(shè)過程中，許多單位均以采煤工作面為核心，重視各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)和環(huán)節(jié)的完善，提高了運(yùn)行質(zhì)量和生產(chǎn)能力。特別是通過技術(shù)改造, 著重解決一通三防方面的能力瓶頸問題，包括系統(tǒng)改造、新技術(shù)應(yīng)用、瓦斯治理等方面。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦井安全高效起到了根本性的保證作用。

5)依靠科技和管理創(chuàng)新是建設(shè)安全高效礦井的必要條件。安全高效礦井建設(shè)過程，也是礦井技術(shù)水平提高的過程。通過科技創(chuàng)新，優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)，優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，合理進(jìn)行開拓布置，加大科技改造力度而實(shí)現(xiàn)礦井安全高效；通過管理創(chuàng)新和機(jī)制創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式、管理體制、運(yùn)行機(jī)制等方面的科學(xué)化、規(guī)范化、精細(xì)化；通過企業(yè)文化創(chuàng)新，強(qiáng)化以人為本意識(shí)，提升人文精神，激發(fā)職工的工作積極性、創(chuàng)造性和工作熱情，豐富企業(yè)文化內(nèi)涵。

6)以數(shù)字化礦井建設(shè)為依托加快礦井信息化建設(shè)，是安全高效礦井建設(shè)的重要支撐。隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展, 我國(guó)礦山信息化、自動(dòng)化有了很大的進(jìn)步，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線已用于煤礦安全監(jiān)測(cè)和機(jī)電設(shè)備的控制。有許多安全、生產(chǎn)、設(shè)備工況的信息，能通過網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字的形式傳送到地面。少數(shù)礦井已實(shí)現(xiàn)在地面調(diào)度中心集中控制井下大部分設(shè)備。應(yīng)該說，實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山已經(jīng)有了一個(gè)好的開端[6-7]。近年來，煤炭行業(yè)在建設(shè)數(shù)字化礦井方面，加大投入力度，廣泛應(yīng)用先進(jìn)適用的信息技術(shù)，有效提升全行業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平，促進(jìn)了我國(guó)礦井安全高效建設(shè)，同時(shí)也成為我國(guó)煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的歷史性契機(jī)。

5 結(jié)論

1)在闡述我國(guó)安全高效礦井的概念的基礎(chǔ)之上，指出了安全高效礦井是以實(shí)現(xiàn)開采機(jī)械化、安全可控化、綜合效益最大化為目標(biāo)；同時(shí)，總結(jié)出了我國(guó)安全高效礦井“三高四好”的基本內(nèi)涵，我國(guó)安全高效礦井內(nèi)涵的內(nèi)在要求，是要礦井實(shí)現(xiàn)科學(xué)采煤。

2)我國(guó)自1992年提出“煤炭工業(yè)高產(chǎn)高效礦井”建設(shè)的概念到2007年更名為“煤炭工業(yè)安全高效礦井”建設(shè)，到目前為止已有近二十年的發(fā)展歷程。縱觀我國(guó)安全高效礦井建設(shè)的發(fā)展歷程，大體可分為三個(gè)階段：探索階段、規(guī)范發(fā)展階段和提高與推廣階段。我國(guó)煤炭工業(yè)經(jīng)過三個(gè)階段的安全高效建設(shè)取得了豐碩成果。

3)在全面回顧我國(guó)安全高效礦井建設(shè)歷程的基礎(chǔ)上，結(jié)合安全高效礦井建設(shè)典型實(shí)例的分析，總結(jié)了我國(guó)安全高效礦井建設(shè)以建立先進(jìn)的地質(zhì)保證系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以發(fā)展采掘機(jī)械化為引擎，合理集中生產(chǎn)為重要措施，生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠為必要保證，礦井信息化建設(shè)為支撐，科技進(jìn)步和管理創(chuàng)新為必要條件的六項(xiàng)基本經(jīng)驗(yàn)。

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