推广“四新技术”应用,建设安全高效矿井8.1

推广“四新技术”应用，建设安全高效矿井

钱营孜煤矿焦殿志

一、引言

煤矿作为传统的能源行业，具有管理粗放、劳动密集、事故多发、装备落后等特点。当前，国家大力推进煤矿结构优化升级，建设安全、高效矿井是煤炭行业实现高质量发展的必由之路，加大“四新技术”推广应用，不仅符合煤矿“四化”建设的基本要求，也是煤矿企业自我革新、创新发展的具体实践。

近年来，各地区、各煤矿企业对“四新技术”重视程度不断增强，矿井“四化”建设取得了长足的进步。山东兖矿集团金鸡滩煤矿成功应用8.2米一次采全高综采装备，月产超过146万吨。国家能源集团大柳塔煤矿全断面快速掘进系统创下月单进3088米的纪录。山东能源淄矿集团全面打造智能化采煤工作面，连续7年实现了“零死亡”的成绩。“四新技术”的优势已经在煤矿安全生产的各个方面得到凸显。

二、钱营孜煤矿“四新技术”的应用实践及发展规划

科技是煤矿发展的基石，是安全生产的“保护神”，是企业降本增效的内动力。钱营孜煤矿作为皖北煤电集团“四化建设”示范单位，始终把“四新技术”的推广应用摆在矿井发展的重要位置，大力实施科技兴煤战略，不断增强自身技术实力和行业竞争力，在矿井安全、生产、效益等诸多方面取得了显著成效。

（一）“四新技术”的应用实践

1.引进防灭火、瓦斯治理新材料

（1）普瑞特矿用防灭火材料在采空区遗煤治理中的应用。

钱营孜煤矿32煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层，W3223工作面回采时受DF69（240∠55°H=0-12m）正断层影响, 风巷F9～F10点附近顶板余有大量遗煤，给防灭火工作带来了极大的隐患。

图2-1 W3223工作面遗煤区域示意图

2017年10月，我矿引进普瑞特矿用防灭火材料。该材料集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体，能够瞬间在采空区遗煤表面形成大体积泡沫凝胶，密封性和阻燃防爆效果较好，通过对W3221机巷沿空帮2#观察孔取样分析，指标性气体CO及氧气的数据下降趋势明显，氧气基本降到8%以下，防灭火治理效果明显。

图2-2 W3221机巷2#防灭火观察孔CO变化曲线

图2-3 W3221机巷2#防灭火观察孔O2变化曲线

（2）罗克休泡沫在沿空巷道瓦斯治理中的应用。

由于受采空区影响，沿空掘进巷道瓦斯治理一直是一项重要工作，目前常采用沿空侧喷浆堵漏的方法处理采空区漏风，若遇到过采空区老硐室窄煤柱（煤柱<3m）的特殊情况，瓦斯治理的困难就更加突出。

钱营孜煤矿E3213里段机巷过采空区绞车硐室时煤柱仅有1m，机巷检查孔内瓦斯浓度达到80%以上，受气压变化影响，采空区瓦斯涌出威胁较大。为此，我矿引进了罗克休泡沫充填材料，该材料具有膨

胀率高（瞬间发泡30倍体积）、反应温度低、稳定性好的特点，通过对绞车硐室灌注罗克休泡沫，消除了瓦斯涌出和自然发火隐患。经验证，该材料充填效果好，无漏风现象，同时加固了帮部煤体，保障了施工安全。

图2-4 E3213里段机巷平面图

图2-5 E3213外段采空区绞车硐室瓦斯变化曲线

2.引进长距离定向钻进技术

在煤矿生产中地质探查、探放水、瓦斯抽采、防灭火等灾害治理工程都离不开钻探技术。经考察，长距离定向钻进技术具有孔径大、轨迹可控、一孔多支、钻进效率高等优势,为提高钱营孜煤矿在钻探方面的技术水平，2017年9月，我矿与中煤科工西安研究院合作，引进了长距离定向钻进技术。

①西三采区探放水孔施工案例

从西回风井（安全改建项目）施工的西三采区轨道上山和回风上山两条巷道停头后，两巷道迎头积水合计达到1560m3，砂岩裂隙水充水10m3/h，采用多级接力泵方式从西回风井排至地面。

图2-6 西三采区轨道上山积水区域示意图

为保证巷道施工安全，采用长距离定向钻进技术在西三采区胶带机石门内布置探放水钻场，设计一条长度为443m、直径为120mm的定向钻孔，该钻孔最终成功到达指定位置，疏放了巷道积水和顶板砂岩裂隙水，是“两淮”地区目前最长的精准定向放水钻孔。

图2-7 西三采区胶带机石门探放水孔设计平面图

②W3225工作面瓦斯钻孔施工案例

传统的工作面瓦斯抽放钻孔，需在风巷每隔70m布置一个高位钻场，存在巷道工程量大、钻孔位置不精确、抽采效果差等缺陷。为此，我矿在W3225工作面试用了长距离定向钻进技术施工瓦斯抽放

钻孔。

图2-8 W3225工作面瓦斯抽放钻孔设计剖面图

该技术的应用将工作面风巷钻场间距由70m变为500m，减少了78m高位钻场工程量和15600m钻尺，节约资金200余万元，降低钻机频繁搬家带来的安全隐患，瓦斯抽采浓度稳定在14%-16%之间，抽采效果较好。

图2-9 W3225风巷1#千米钻场定向瓦斯钻孔瓦斯浓度图

3.建设五项信息化管理平台

安全生产“三位一体”信息化管理平台，通过网页上的15个板块，将矿井安全生产信息进行了全方位展示，实现了全矿干部职工全方位了解、全过程监督和全面参与安全管理的畅通渠道。

图2-10 安全生产“三位一体”信息化管理平台登录界面钱营孜煤矿设备管理信息系统（MIS）将设备档案管理、备品备件管理、设备定期检修、设备运行状态监测、设备移交管理、设备故障管理等融合到一个系统中,促进了矿井设备管理的标准化、信息化、智能化。

井下局部通风机远程集中控制系统的设计与应用，提高了风机及启动设备运行的实时监测效果，缩短了非计划停风时局部通风机恢复运行时间，增加了局部通风机运行的稳定性和连续性，同时起到减人提效的效果。

钱营孜煤矿矿车智能管理系统，以井下人员定位系统为依托，实现了物料从订单到送达的全过程监督功能，为“物联网+”技术在煤矿发展奠定了基础。

钱营孜煤矿物资管理系统在NC系统平台的基础上，增加了井下物资周转库和地面维修物资库，实现了物资供应自动平衡利库的功能，提高了折旧物资的利用效率。

（二）“四新技术”引进规划

2013年—2015年煤炭行业低迷，煤矿普遍亏损严重，受此原因影响，集团公司制定了“战危机、保生存”策略，削减了部分掘进投

入。为了扭转生产接替紧张局面，保证矿井可持续发展，2018年集团公司开展了“掘进攻坚年”活动。借此机遇，钱营孜煤矿计划在引进推广掘进新装备方面取得突破，全面提升掘进机械化水平和掘进单进。

1.引进煤巷“掘支运”三位一体快速掘进装备及技术工艺。

引进掘锚一体机、破碎转载机、多臂锚杆钻车、可弯曲胶带机、迈步式自移机尾等成套装备，代替单一功能的掘进机、单体锚杆机、皮带转载机等设备，实现掘进、支护、运输连续作业。

2. 开展岩石巷道快速掘进及配套技术工艺研究。

应用大功率岩巷掘进机、凿岩台车、锚杆台车、侧卸式装岩机及履带挖斗式装载机等设备，代替传统的钻爆法掘进技术，实现掘进、支护、运输的机械化作业，提高掘进效率。

二、“四新技术”推广应用中存在困难及原因

近年来，煤炭行业的科技水平取得了重大进步，煤矿“四化”建设总体水平有所提高。但同时我们还看到，煤矿“四新技术”推广应用过程中仍然存在诸多问题：

1.企业对“四新技术”认识不够

部分煤矿企业管理者创新发展意识不强，抱有安常守故的思想，对落后产品淘汰不坚决，对“四新技术”在煤矿保安、提效方面的作用持怀疑态度。把“四新技术”推广应用当成“包袱”，把推广项目当成“下达的任务”来应付，认为“四新技术”是花钱工程、形象工程。这种消极、浅薄的思想观念与煤炭行业的创新发展极不适应。

2.职工缺乏对新事物的接受能力

煤矿职工文化水平普遍较低，对新事物接受能力较差，操作技能有限，导致“四新技术”在引进过程中出现了“不适症”，优秀的技术发挥不出先进的生产力，部分新设备比不上传统设备的生产效率，好技术就这样“束之高阁”。

许多企业对新技术应用前的培训重视不够，员工不具备玩转新技术、新设备的水平和能力，造成“四新技术”无法适应实际生产，这种“人机矛盾”、“人技矛盾”的现象在“四新技术”的推广过程中广泛存在。

3.“四新技术”引进投入高

“四新技术”推广应用的高投入主要体现在三个方面：一是由于在研发、试验、推广阶段各类费用支出较大，“四新技术”的成本较传统技术要高出几倍甚至数十倍，这些成本最终都要由“四新技术”的引进企业买单。二是“四新技术”应用前企业需要进行考察调研、人员培训、组织试运行等工作，这类活动所支付的费用都会增加新技术引用的投入成本。三是“四新技术”应用过程中，由于技术不够成熟、操作不够规范、经验匮乏等因素，导致“四新技术”应用的维护费用支出较大，严重超出了企业预算投资。

4.“四新技术”推广应用不持续。

“四新技术”应用在安全和效益方面的成效是一个长期的演变过程，需要不断的积累和持续投入。许多煤矿企业对待“四新技术”应用方面虎头蛇尾，有始无终，缺少持续的投入和跟踪考核，导致“四

新技术”还未达成效果就半途而废。“四新技术”的应用对煤矿来说，不单单是某一项技术的革新，它同时有着激发相关专业创新发展的作用。“四新技术”推广不可能毕其功于一役，必须长期坚持、持续推进。

三、如何解决“四新技术”在煤矿推广中存在的问题

当前，我国煤矿“四化”建设总体水平还有差距，思想观念陈旧、创新人才短缺、资金投入不足、政策支持不足、成果转化不力等因素制约着“四新技术”在煤矿的发展。针对上述问题，我认为可以从以下六个方面下寻求解决途径：

1. 转变思想观念，重视“四新技术”对煤矿发展的作用。

科学技术是决定企业兴衰成败的关键，是企业提高市场竞争力的重要手段，在美国、澳大利亚、德国等采矿发达国家，先进装备、自动化控制、信息网络等高新技术广泛应用，人员工效高，煤炭生产成本低，当前进口煤增加的一个重要原因，就是科技创新增强了国外煤炭的成本优势。对此，我们要保持清醒的认识，增强危机感、紧迫感、责任感，牢固树立科技是第一生产力的思想。

我国煤炭开采技术从炮采、普采到综采的变革，每一步都经历了思想解放的过程，“四新技术”应用也是如此。煤矿企业不能因循守旧，必须要解放思想、转变观念。同时，利用各种宣传工具，大力宣传推广新技术应用的成功案例，努力营造尊重科学、重视技术的良好风气。

2. 重视科技人才，促进技能培养与技术装备同步提升。

建设安全、高效矿井，根本出路在于科技、关键在于人才。

煤矿“四新技术”始终要依靠职工的双手才能形成生产力。推进煤矿职工能力建设，首先要抓好培训，新技术的推广实际就是一种新理念的传播，培训教育不仅要教操作，更要教原理。同时要保证培训时间、丰富培训形式，结合员工学习能力的实际，秉承“适用”“好用”的原则，创新培训方式方法，增强培训实用性和针对性。打造知识型、技能型、创新型的煤矿职工队伍。

煤矿“四新技术”发展需要技术人才的支撑，强化煤炭科技人才队伍建设是“四新”成果转化的基石和保障。团队需要领头羊，行业需要领军人，煤炭行业尖端技术人才缺乏，制约着煤炭产业的创新发展。一方面要不断引进人才，留住人才；另一方面要善于发掘企业内部人才，培养人才，重视人才，充分调动“本土”人才的积极性，促进他们为“四新技术”成果转化贡献才智。

3. 加大经费投入，保障“四新技术”引进的资金支持。

与发达国家比较，我国企业技术改造投入的回报效益有一定差距，导致企业对科研费用投入的强度和积极性偏低。对于煤矿这类粗放式能源行业来说，该问题尤为突出。而且大部分煤矿企业“四新技术”的引进资金来源于内部自筹，资金渠道单一，严重影响新技术推广。解决“四新技术”引进资金问题，可以从三点入手：一是企业内部要建立资金投入机制，从销售收入中提取一定比例的费用，专门用于“四新技术”引进推广；二是政府要设立专项发展基金，用于“四新技术”的投资补助和奖励补助，鼓励企业对技术开发类项目的经费

投入；三是国家要搭建煤炭企业与金融机构的投资交流平台，为煤企争取更多的金融扶持，拓宽资金来源渠道，促进金融业与煤企取得共赢发展。

4. 完善激励政策，创建“四新技术”推广应用的有利环境。

政策的激励作用是巨大的，2017年5月国家煤矿安监局会同有关部委下发了《关于大力推进煤矿安全生产标准化建设工作的通知》，出台了8项激励政策，对一、二级标准化煤矿实施联合激励，大大促进了全国煤矿质量标准化建设的发展。“四新技术”的推广应用要想取得长足进步也同样离不开政策支持。

首先，要充分发挥国家政策的引领作用，落实地方政府、企业的具体激励政策。由于我国煤炭行业对“四新技术”重视的时间较晚，“四化建设”起步慢，导致许多激励政策不完善、不“给力”、不持久。如果能借鉴煤矿安全生产标准化建设的政策经验，通过抵税、减税、生产扶持、金融倾斜的政策，鼓励企业对技术开发类的科研项目经费投入，对于调动煤矿企业积极性必定有巨大的促进作用。

其次，中央企业和国有重点煤矿要发挥示范表率作用，大胆探索、先试先行，在“四新技术”推广应用方面树立行业标杆。

5. 强化考察论证，保证“四新技术”引进的可行性、适用性。

一些煤矿或部门为了建立业绩或争取上级政策，在“四新技术”引进方面具有盲目性和随意性，而且煤矿现场环境复杂多变，如果缺乏对项目的可行性论证，就会导致新技术发挥不出应有的效果，降低了“四新技术”的使用效益。

要想规避投资风险、保证应用效果，就必须重视新技术应用前的准备工作，强化考察调研、分析论证、方案比较三项工作，保证“四新技术”引进过程中的实用性、可行性和最优性。

6. 建立考核机制，加快“四新技术”应用成果转化。

“四新技术”应用成果的转化包括劳动者素质的提高、技能的加强，企业安全环境的提升、生产效率的增加等。据统计，我国企业技术成果转化率不足30%，而先进国家这一指标为60%至70%。

部分煤矿或单位出于各种原因，在“四新技术”应用的实际过程中“偷工减料”、消极应付，造成新技术不可用、不实用的假象，严重影响“四新技术”的推广。这一现象告诫我们，一种新技术推广失败，问题也许并不在技术本身，而是在管理环节。

建立健全“四新技术”应用考核机制，通过成立领导小组明确管理职责，制定实施计划与资金计划，强化过程监督和项目竣工验收，将项目应用成果考核与项目负责人绩效考核挂钩，采用负面考核与正向激励相结合的手段，消除管理环节的制约因素。

四、结论

推广“四新技术”应用是煤矿生存发展的需要，提升行业竞争力需要发挥“四新技术”的支撑引领作用。煤炭行业已经彻底告别“黄金十年”，行业的多次震荡告诫我们，不创新就没有出路，不改革就不能生存。

推广“四新技术”应用是煤矿安全发展的需要，牢固树立“发展决不能以牺牲安全为代价”的红线意识，充分发挥新技术、新材料、新装备、新工艺对安全生产的支撑作用，努力打造新阶段煤矿本质安

全环境，让高新科技为煤矿安全生产保驾护航。

推广“四新技术”应用是煤矿高效发展的需要，党的十九大报告中，习近平总书记明确提出“加快建设创新型国家”的重要任务，推广“四新技术”应用，加快煤矿“四化”建设，落实科技兴安，科技兴煤，科技强矿战略理念，是实现煤炭创新发展的必由之路。