时空四维动态分析在采场及生产接续管理中的应用.pdf

2052020 年第 5 期 时空四维动态分析 在采场及生产接续管理中的应用 王建军 胡海滨 刘 涛 （枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 济宁 277605） 摘 要 时空四维动态分析管理理念是通过对矿井采场布局情况的精准分析， 结合采场空间布置和时间布局， 找出干涉点、 影响点、关键点和突出问题，对生产布局情况进行动态循环调整，保障采场接续正常，为矿井长远稳定发展提供理论基础。 关键词 采场布局 生产接续 管理 煤矿 中图分类号 TD791 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.05.077 Application of Space-time Four-dimensional Dynamic Analysis in Stope and Production Succession Management Wang Jian-jun Hu Hai-bin Liu Tao （Zaozhuang Mining Group Gaozhuang Coal Industry Co., Ltd., Shandong Jining 277605） Abstract The management concept of four-dimensional dynamic analysis of time and space is to find out the interference points, influence points, key points and outstanding problems through the accurate analysis of the layout of the stope, combined with the spatial layout and time layout of the stope, to dynamically adjust the production layout, to ensure the continuity of the stope, and to provide a theoretical basis for the long-term and stable development of the mine. Key words stope layout production succession management coal mine 收稿日期 2019-11-26 作者简介 王建军（1982-），男，山东枣庄人，2007 年毕业于 山东科技大学采矿工程专业，本科，助理工程师，现从事煤矿生 产技术管理及工程设计方面工作。 1 概况 随着高煤公司的逐年发展，可采资源越来越少， 采场逐渐向深部和远部发展，采场布置越来越集中。 作为集团公司的主力矿井，近几年的高位运行，掘 进力量又出现了断崖式紧缺，导致采掘平衡失调， 采场接续异常紧张，并且近几年采场条件逐渐恶劣， 大断层、地质构造、急倾斜煤层、老巷采空区等恶 劣条件影响着工作面的规则布置，导致了吨煤掘进 进尺大幅增加，更加加剧了采掘接续紧张关系。高 煤公司作为冲击地压矿井，严格执行各种冲击地压 管理制度，作为上级监管部门的重点监管单位，在 采场接续中不能出现任何违规和擦边球行为，这为 矿井生产接续管理又上了一道“紧箍咒”。目前的 采场布局管理为粗放式管理， “头疼医头脚疼医脚” ， 只能解决眼前问题，无长远规划，必定会造成问题 越积越多，越积越大，最后形成事故。 面临如此严峻的形势，高煤技术人员总结出一 套系统的采场及生产接续管理理念，在不违反法律 法规、安全生产的前提下，合理安排采场布置，动 态调整生产接续，确保矿井高效生产，保障采场接 续正常，为矿井长远可持续发展提供理论基础。 2 管理理念 时空四维动态分析是一套集分析、预排、调 整、指导、反馈为一体的矿井采场生产接续管理理 念。该理念能够对目前矿井采场布置情况进行系统 分析，通过分析问题、解决问题、反馈情况三个基 本步骤，结合采场空间布置和时间布局分析，找出 干涉点、影响点、关键点和问题，对生产布局情况 进行动态调整。矿井生产接续管理是一项“牵一发 而动全身”的工作，经常会因为一个工作面或者一 个掘进头的生产速度变化而影响后几个月或者后几 年的生产布局安排，因此需要一套动态调整和时空 分析相结合的新的管理理念。具体管理方式为系 统分析目前矿井采场布局状况，针对问题合理预排 2062020 年第 5 期 中长期采场布局，利用时空关系分析调整中长期采 场规划，合理布置近期掘进生产布局，时空四维分 析调整近期采掘布局关系，指导和微调现场生产， 现场变化重新分析接续问题。通过闭合的工作流程 环，对矿井生产接续管理进行时空四维分析和动态 管理，使生产接续始终处于在控状态。如图 1 所示。 图 1 时空四维动态分析图表示意图 3 管理流程图 图 2 管理流程图 4 管理具体实施步骤 4.1 时空分析矿井目前生产接续情况 对目前的矿井生产采煤工作面和掘进工作面施 工位置、工作面推进速度、掘进速度、施工预计工 期等生产技术参数进行详细摸排，预判在未来一两 个月内可能出现的采掘关系干涉影响、采掘工作面 布置违规、产量不均衡、煤质不稳定等问题，甚至 影响到未来两三个季度采掘关系紧张、采掘比失调、 生产脱节的重大生产问题。 在 2019 年高煤公司上半年生产接续分析会商 会议期间，分析出 3上1106 工作面生产推进速度过 快和 3上1301 工作面生产推进速度相对缓慢，两个 工作面在下半年将会出现相互影响干涉，违反冲击 地压管理办法规定的问题。由于 3上1301 工作面过 大断层连续数个月推进缓慢，造成 3上1302 工作面 运输巷掘进速度放缓，3上1302 工作面材料巷进入 时间后推，进而影响 3上1302 工作面在预计交付时 间无法按时完成掘进，因此影响了年底或者明年年 初的矿井产量。说明目前的生产接续出现了重大问 题，若不进行及时调整，会造成矿井生产脱节，影 响矿井稳定。 4.2 合理调整预排中长期生产接续 针对分析发现的问题，以安全生产、合法合规 为底线， 以合理布局、 稳定高效为原则， 以实用可行、 科学实效为手段，预排调整中长期矿井生产接续。 中长期一般为三到五年，预排三到五年生产接续即 为矿井绘制了一张发展蓝图，指明了矿井生产布局 下一步发展方向，后续工作仅是在此蓝图基础上进 行微调，不再进行大范围的改动，为矿井开拓布局 打造了一个框架，有利于矿井可持续发展。 高煤公司 2019 年上半年生产接续调整中就对 矿井中长期进行了调整预排，针对 3上1301 工作面 推进速度缓慢而引起的一系列问题，将 3上1302 工 作面生产时间调后，在 3下1103 工作面安装完成之 后，调整 3上1301 工作面为预备工作面，将后几年 的 3上1308 工作面和 3上303 工作面交付安装时间提 前，后几天采场布局大致方向已经形成。 4.3 时空四维分析今明两年采掘布置关系 矿井中长期开拓布局形成之后，就要到具体落 实方面，要调整工作面推进速度和掘进头单进水平， （下转第 209 页） 2092020 年第 5 期 图 1 分流量控制介耗实践前后对比 由图 1 可知，通过分流调控使得吨原煤介耗由 1 月份的 1.23kg/t 下降到 6 月份的 0.99kg/t 左右，降 幅为 0.24kg/t。按年入选原煤 240 万 t，介质粉单价 973 元 /t 计，每年节约选煤成本 9730.24240/100056.04 万元 综上所述，柴里选煤厂通过对分流量精准控制， 减少人为操控影响，顺利实现了降介耗的目标，经 济效益显著。 5 结论 介质消耗是重介选煤厂运行水平的重要体现， 控制介耗水平的高低，不仅影响重介生产系统能否 保持正常和稳定，而且直接影响选煤厂经济效益。 柴里选煤厂通过理论分析和实践结合，加强了分流 调节措施，介耗管控流程得到了全面的优化，介质 消耗量显著降低， 节省了选煤成本， 提高了经济效益。 【参考书目】 ［1］ 黄玉祥 . 重介质旋流器选煤降低介耗的途径 [J]. 煤炭技术，2010，29（08）110-111. ［2］ 叶志刚，李延峰 . 重介质选煤中悬浮液分流方法 比较 [J]. 煤质技术，2003（03）24-26. ［3］ 代艳玲，路迈西，杨健，等 . 介质流程计算中 根据煤泥量平衡确定分流量 [J]. 选煤技术，2008 （01）52-54. ［4］ 张秀梅，石常省，郭德 . 加大重介质选煤分流量 的认识与实践 [J]. 选煤技术，2011（06）33-35. （上接第 206 页） 使其无限接近中长期接续规划安排。通过分析近两 年采场布置，推演工作面推进情况，倒逼预排掘进 施工安排，分析工作面和掘进头时间和空间的干涉 影响情况。通过调整施工速度、变换施工队伍、改 变开工时间等手段，微调采掘布置安排，形成系统 性、完整性、可执行性的近期采掘生产接续规划。 在高煤公司 2019 年下半年及 2020 年采掘接续 规划调整中，将 3上1302 运输巷和 3下1104 运输巷 两个掘进队伍撤出，优化了 3上1308 工作面掘进施 工排队规划，安排三个掘进队伍进入施工，加快了 工作面交付安装工期。在 3上1308 工作面转载运输 巷遇大断层，掘进受阻时，及时调整施工方案，采 用联络巷优先进入正巷掘进，为工作面形成争取了 宝贵时间，也保证了大接续的平稳正常。 4.4 指导和微调现场生产 根据调整后的近期采掘接续安排和中长期采场 接续规划，指导现场进行生产。通过采掘工作面的 进尺和速度监控，结合测量部门的现场放线和实测 数据，每天上报各采掘工作面的生产情况，每周对 各项数据进行汇总，每旬对现场情况进行通报，每 月对增欠尺情况进行分析，调整下个月生产情况， 形成“日统计、周汇总、旬通报、月分析”的工作 制度，对现场生产情况进行精确掌控，与生产规划 进行动态实时对比，抓住问题关键，及时调整。 4.5 现场情况变化重新整体分析生产采掘情况 通过月分析工作制度和现场生产微调还是不能 满足采掘生产接续要求时，并且与之前预排的采掘 生产布局规划逐渐偏离，差距还在逐月增大，局部 调整已经效果甚微，接续关系紧张局面逐步显现， 这就需要对目前的采场生产情况进行重新分析，重 新规划，重新布置，重新指导生产。 高煤公司目前距离上一次采掘接续整体调整已 经五六个月时间，虽然工作面面临停产跳切眼搞接 续，掘进头需要停产放水和过断层，但是通过掘进 和回采施工的微调，能够避免采掘关系失调，保证 能够与之前预排的采场接续大致相符，目前的生产 状况良好。按照目前采掘关系时空分析，预计下一 次进行采掘接续大调整应该在 2020 年二季度。 5 效益分析 时空四维动态分析在采场及生产接续管理中的 应用能够对目前矿井采场布置情况进行系统分析， 通过分析问题、解决问题、反馈情况三个基本步骤， 结合采场空间布置和时间布局分析，找出干涉点、影 响点、 关键点和问题， 对生产布局情况进行动态调整， 使矿井生产稳定，避免接续关系紧张造成生产脱节， 影响矿井长远发展，能够提高矿井抗风险能力。该 方法在高煤公司已经成功运行了两年时间，使高煤 公司在采深加大、采场集中、地质复杂、冲击地压 等各种生产压力之下能够高产高效、稳健运行。