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[摘 要]本文借鉴国内外先进的采煤技术改造理论与实践研究成果，针对双柳煤矿采煤技术存在的不足问题，提出对于煤矿开拓布局和煤矿各系统，包括通风系统、排水系统、供电系统、压风系统、运输系统和供电系统等六个系统进行采煤技术改造，并形成了双柳煤矿采煤技术改造的整体方案。双柳煤矿为提高运输系统整体的提升能力，需要对于主要运输系统和辅助运输系统进行技术改造，为相关理论与实践工作者提供参考。
[关键词]煤矿；开采系统；采煤技术；技术改造
中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0112-01
1 通风系统采煤技术改造思路
双柳煤矿为保证煤炭生产和人员工作安全，需要简化现有通风系统，使得矿井下风流稳定，井下工作场所中足够的新鲜空气，并且煤矿通风系统的总阻力与风量关系满足安全生产相关规定的要求。双柳煤矿在现有工业广场内新建的副立井可以作为入风及安全出口。同时，煤矿新建的回风暗立井担负后部层组二阶段及二阶段下山采区回风任务。这种通风路径设计采用副立井入风、暗回风立井回风，能够有效降低风阻；同时，由于通风系统简化，避灾路线短，利于矿井安全生产管理。通过通风系统的采煤技术改造，双柳煤矿的矿井将形成五入一回的通风方式，即：副立井、配风井、一采区主井、一采区副井及二采主井，五条井入风，新建回风立井配合原有的回风斜井做总回风。
2 排水系统采煤技术改造思路
为满足未来生产的要求，提高排水系统的工作效率，双柳煤矿将以直接排水方式取代现有的分阶段排水方式。直接排水方式是运用排水设备将煤矿矿井下的涌水沿斜井井筒敷设排水管路直接排到地面。采用这种排水方式，将提高双柳煤矿排水系统的排水水平、减少泵房数量，简化整个排水系统，提升系统的可靠性，同时这种排水方式便于对排水设备、管路的维护管理。双柳煤矿矿井排水技术改造后，将采用一次性直接排水，拆除原有一阶段六片、二阶段、三阶段、二采区排水泵房，仅在三阶段-800标高重新安设一个集中排水泵房，并铺设10寸的排水管路，垂直长度974米，直接将井下涌水排到地面。双柳煤矿为确保安全生产，必须保证集中排水房中的水泵在矿井服务年限内能够安全、经济、可靠、合理的工作。因此，双柳煤矿在选择排水设备及其布置方式时，必须符合企业和国家相关技术规定的要求，并且在技术可行的基础上，煤矿应尽可能提高设备的装备效率，充分发挥设备的潜力。双柳煤矿将在集中排水房中布置4台MD250-85×12型号水泵，水泵的相关技术参数：流量250m3/min，扬程1020m，转速1480r/min，配带功率1250KW，效率70%，汽蚀余量3.9m，这些水泵能够满足在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，保证矿井的正常生产。
3 基于运输系统采煤技术改造方案
3.1 主要运输系统
前部层组生产采区的煤炭提升仍由双柳煤矿现有的各段皮带斜井接力提升完成，但对部分不合理的皮带机进行更换。对于后部层组各采区的煤炭提升，双柳煤矿新建二水平运输大巷和二水平皮带井将现有的主运输系统与后部层组各采区连接。后部层组采区生产的煤炭由二水平运输大巷（电机车牵引三吨底卸式矿车）运到二水平井底煤仓，再由新建二水平皮带井运至一水平井底煤仓，再由一水平井底煤仓转载至一水平主井皮带运输至地面煤炭生产系统。强力皮带机的机房增加一个配电室和一个控制室，控制室和皮带机房使用玻璃窗口隔开，配电室设有一台高防开关，一台500KVA变压器和两台变频器，控制室里有一台控制柜和皮带司机操作台。为解决粉尘大带来的安全隐患，对于电机进行更换，电机选用YBPT400-4型号防爆电机，该电机功率400KW，电压1140v，电流112A，转速为1485r/min。
3.2 辅助运输系统
开拓巷道布置的改造在工业广场内新建一个副立井，雙柳煤矿将在新副立井的井筒安设JKM-3.25×4（Ⅲ）型多绳塔式提升机，配备一对1.0吨矿车双层四车罐笼，负责用于矿井人员的升降以及后部层组矸石及物料的提升。该立井矸石及物料的提升能力可达77万吨/a，可满足后部层组最高开拓量。由于前部层组资源量少，开采年限短，故二水平运输大巷不与前部层组连通，前部层组生产采区辅助提升由双柳煤矿现有的各段轨道斜井接力提升完成。辅助运输系统进行技术改造后绞车井斜井可取消二水平和三水平绞车，减少提升环节和转载次数，增加了排矸能力，并且罐笼的人员升降效率更高，无特殊情况可不开猴车，但井下有猴车和罐笼两个系统都可以运送人员升入井，如果任何一个系统有故障，停止运转时，可以使用另外一个系统运送人员，确保运输系统可靠。辅助运输系统技术改造后，立井提升地点集中距离短、设备少，减轻运输的安全管理的难度，并且提升效率明显提高：辅助运输系统每个循环所需时间由2小时缩短到0.1小时，每天运输总量由600车增加到1300车，矿车周转率由25%提高到60%。
4 供电系统采煤技术改造思路
在不能增容的情况下，双柳煤矿将从以下几个方面对于供电系统进行技术改造。首先，建立一所新的地面开关所，位置选在立井附近，即在地面新设的压风机房的二楼，称之为副立井开关所，其电源引自双柳变电所。副立井开关所向此次通风系统技术改造涉及的用电负荷供电，未涉及的仍由双柳地面开关所供电。副立井开关所选用6kV固定式交流金属封闭柜XGN2-12（Z）型金属封闭柜开关柜18台，同时设有二台备用柜和2个备用间隙。开关所内还装设S11-315/6、315kV、6/0.4kV变压器两台，供场地内所有低压用户供电。正常情况下二台同时工作，当一台故障停止运行时，另一台完全保证地面一、二级负荷的不间断供电。为了提高供电质量，减少线路无功损耗，在开关所的6kVⅠ、Ⅱ短母线上分别装设一组1800kVAR容量的静电电容器无功自动补偿装置，总补偿能力3600kVAR。选用ZRFC-1800/6型电容器无功补偿装置二套，除无功补偿功能外还具有抑制谐波电流的作用，补偿后开关所6kV母线的功率因数可提高到0.92以上。6kV开关所采用微机综合自动化装置一套，实现对变电所的监视、测量、控制、保护、记录及远方通讯功能；第二，双柳变电所新增出口1套，并将高压柜及出口终端杆进行调整。调整后，双柳煤矿甲11091、双柳煤矿乙12402供电到双柳开关所，双柳煤矿丙1119、双柳煤矿丁1313供电到新建的立井开关所。第三，主扇双电源改由立井开关所供电。为提高供电可靠性，两开关所间设JKLYJ-240，0.50km联络线。为减少占地，将原主扇供电专线双柳煤矿丙1313，即双柳变电所至双柳开关所段，共2.6km采用为LGJ-240钢杆双回线。将开关所至主扇房间的主扇双线路采用JKLYJ-240，0.50km双回，将运输线11909开关所至主扇房段采用JKLYJ-240，做为两所间联络线。通过线路设计、调整形成4条电源线供（双柳开关所及立井开关所）2个开关所，两所间有联络线供电方式。这种电源供电线路能满足采煤技术改造后经济电流密度、发热条件、电压损失等要求。
参考文献
[1] 柴敬，高登彦，王国旺，崔亚仲.厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究[J].采矿与安全工程学报.2009（04）.
[关键词]煤矿；开采系统；采煤技术；技术改造
中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0112-01
1 通风系统采煤技术改造思路
双柳煤矿为保证煤炭生产和人员工作安全，需要简化现有通风系统，使得矿井下风流稳定，井下工作场所中足够的新鲜空气，并且煤矿通风系统的总阻力与风量关系满足安全生产相关规定的要求。双柳煤矿在现有工业广场内新建的副立井可以作为入风及安全出口。同时，煤矿新建的回风暗立井担负后部层组二阶段及二阶段下山采区回风任务。这种通风路径设计采用副立井入风、暗回风立井回风，能够有效降低风阻；同时，由于通风系统简化，避灾路线短，利于矿井安全生产管理。通过通风系统的采煤技术改造，双柳煤矿的矿井将形成五入一回的通风方式，即：副立井、配风井、一采区主井、一采区副井及二采主井，五条井入风，新建回风立井配合原有的回风斜井做总回风。
2 排水系统采煤技术改造思路
为满足未来生产的要求，提高排水系统的工作效率，双柳煤矿将以直接排水方式取代现有的分阶段排水方式。直接排水方式是运用排水设备将煤矿矿井下的涌水沿斜井井筒敷设排水管路直接排到地面。采用这种排水方式，将提高双柳煤矿排水系统的排水水平、减少泵房数量，简化整个排水系统，提升系统的可靠性，同时这种排水方式便于对排水设备、管路的维护管理。双柳煤矿矿井排水技术改造后，将采用一次性直接排水，拆除原有一阶段六片、二阶段、三阶段、二采区排水泵房，仅在三阶段-800标高重新安设一个集中排水泵房，并铺设10寸的排水管路，垂直长度974米，直接将井下涌水排到地面。双柳煤矿为确保安全生产，必须保证集中排水房中的水泵在矿井服务年限内能够安全、经济、可靠、合理的工作。因此，双柳煤矿在选择排水设备及其布置方式时，必须符合企业和国家相关技术规定的要求，并且在技术可行的基础上，煤矿应尽可能提高设备的装备效率，充分发挥设备的潜力。双柳煤矿将在集中排水房中布置4台MD250-85×12型号水泵，水泵的相关技术参数：流量250m3/min，扬程1020m，转速1480r/min，配带功率1250KW，效率70%，汽蚀余量3.9m，这些水泵能够满足在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，保证矿井的正常生产。
3 基于运输系统采煤技术改造方案
3.1 主要运输系统
前部层组生产采区的煤炭提升仍由双柳煤矿现有的各段皮带斜井接力提升完成，但对部分不合理的皮带机进行更换。对于后部层组各采区的煤炭提升，双柳煤矿新建二水平运输大巷和二水平皮带井将现有的主运输系统与后部层组各采区连接。后部层组采区生产的煤炭由二水平运输大巷（电机车牵引三吨底卸式矿车）运到二水平井底煤仓，再由新建二水平皮带井运至一水平井底煤仓，再由一水平井底煤仓转载至一水平主井皮带运输至地面煤炭生产系统。强力皮带机的机房增加一个配电室和一个控制室，控制室和皮带机房使用玻璃窗口隔开，配电室设有一台高防开关，一台500KVA变压器和两台变频器，控制室里有一台控制柜和皮带司机操作台。为解决粉尘大带来的安全隐患，对于电机进行更换，电机选用YBPT400-4型号防爆电机，该电机功率400KW，电压1140v，电流112A，转速为1485r/min。
3.2 辅助运输系统
开拓巷道布置的改造在工业广场内新建一个副立井，雙柳煤矿将在新副立井的井筒安设JKM-3.25×4（Ⅲ）型多绳塔式提升机，配备一对1.0吨矿车双层四车罐笼，负责用于矿井人员的升降以及后部层组矸石及物料的提升。该立井矸石及物料的提升能力可达77万吨/a，可满足后部层组最高开拓量。由于前部层组资源量少，开采年限短，故二水平运输大巷不与前部层组连通，前部层组生产采区辅助提升由双柳煤矿现有的各段轨道斜井接力提升完成。辅助运输系统进行技术改造后绞车井斜井可取消二水平和三水平绞车，减少提升环节和转载次数，增加了排矸能力，并且罐笼的人员升降效率更高，无特殊情况可不开猴车，但井下有猴车和罐笼两个系统都可以运送人员升入井，如果任何一个系统有故障，停止运转时，可以使用另外一个系统运送人员，确保运输系统可靠。辅助运输系统技术改造后，立井提升地点集中距离短、设备少，减轻运输的安全管理的难度，并且提升效率明显提高：辅助运输系统每个循环所需时间由2小时缩短到0.1小时，每天运输总量由600车增加到1300车，矿车周转率由25%提高到60%。
4 供电系统采煤技术改造思路
在不能增容的情况下，双柳煤矿将从以下几个方面对于供电系统进行技术改造。首先，建立一所新的地面开关所，位置选在立井附近，即在地面新设的压风机房的二楼，称之为副立井开关所，其电源引自双柳变电所。副立井开关所向此次通风系统技术改造涉及的用电负荷供电，未涉及的仍由双柳地面开关所供电。副立井开关所选用6kV固定式交流金属封闭柜XGN2-12（Z）型金属封闭柜开关柜18台，同时设有二台备用柜和2个备用间隙。开关所内还装设S11-315/6、315kV、6/0.4kV变压器两台，供场地内所有低压用户供电。正常情况下二台同时工作，当一台故障停止运行时，另一台完全保证地面一、二级负荷的不间断供电。为了提高供电质量，减少线路无功损耗，在开关所的6kVⅠ、Ⅱ短母线上分别装设一组1800kVAR容量的静电电容器无功自动补偿装置，总补偿能力3600kVAR。选用ZRFC-1800/6型电容器无功补偿装置二套，除无功补偿功能外还具有抑制谐波电流的作用，补偿后开关所6kV母线的功率因数可提高到0.92以上。6kV开关所采用微机综合自动化装置一套，实现对变电所的监视、测量、控制、保护、记录及远方通讯功能；第二，双柳变电所新增出口1套，并将高压柜及出口终端杆进行调整。调整后，双柳煤矿甲11091、双柳煤矿乙12402供电到双柳开关所，双柳煤矿丙1119、双柳煤矿丁1313供电到新建的立井开关所。第三，主扇双电源改由立井开关所供电。为提高供电可靠性，两开关所间设JKLYJ-240，0.50km联络线。为减少占地，将原主扇供电专线双柳煤矿丙1313，即双柳变电所至双柳开关所段，共2.6km采用为LGJ-240钢杆双回线。将开关所至主扇房间的主扇双线路采用JKLYJ-240，0.50km双回，将运输线11909开关所至主扇房段采用JKLYJ-240，做为两所间联络线。通过线路设计、调整形成4条电源线供（双柳开关所及立井开关所）2个开关所，两所间有联络线供电方式。这种电源供电线路能满足采煤技术改造后经济电流密度、发热条件、电压损失等要求。
参考文献
[1] 柴敬，高登彦，王国旺，崔亚仲.厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究[J].采矿与安全工程学报.2009（04）.