引領(lǐng)世界采煤技術(shù)新潮流

文/倪小紅

年輕的時(shí)候，曲志欣做過(guò)這樣的夢(mèng)——自己在井下拿著手機(jī)跟家人通話，井下割煤的設(shè)備仿佛有了思考的能力會(huì)自己動(dòng)，甚至夢(mèng)到自己穿著干凈的衣服在地面按下一個(gè)按鈕煤便聽話地紛紛落下……

“我是一個(gè)煤二代，生在礦山，長(zhǎng)在礦山，看過(guò)太多礦工兄弟的血淚，聽過(guò)太多礦山婦孺的悲泣。我的父親和大哥就是在礦難中永遠(yuǎn)離開了這個(gè)世界。我、我的媽媽、嫂子以及許許多多和我一樣的礦山人，最大的心愿就是讓礦山不再有危險(xiǎn)，不再有礦難?！苯衲暌呀?jīng)52歲的曲志欣是全國(guó)勞動(dòng)模范、“感動(dòng)中國(guó)”十大杰出礦工，在黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦工作了29年，他對(duì)于煤炭的種種夢(mèng)想也在今天已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)。

“黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦的發(fā)展變化確實(shí)太大了、太快了！比如，現(xiàn)在一號(hào)煤礦是世界上第一家實(shí)現(xiàn)地面采煤的煤礦！”曲志欣說(shuō)道。

曲志欣所在的黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦坐落于中國(guó)革命圣地延安，位于橋山腳下沮水河畔。該礦于1991年12月開工建設(shè)，是國(guó)家“八五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和20項(xiàng)興陜工程之一。井田面積184.2平方公里，2#煤層為唯一可采煤層，煤層厚度0.8~4.69米，平均厚度2.18米，剩余地質(zhì)儲(chǔ)量4.25億噸，剩余可采儲(chǔ)量3.32億噸，核定生產(chǎn)能力為600萬(wàn)噸/年。礦井下設(shè)16個(gè)部室、14個(gè)區(qū)隊(duì)，共有職工1350人。礦井采用平硐分區(qū)式開拓方式、綜合機(jī)械化走向長(zhǎng)壁式采煤法、抽出式通風(fēng)方法、全部跨落管理頂板法，主運(yùn)輸方式為膠帶運(yùn)輸機(jī)，輔助運(yùn)輸方式為防爆無(wú)軌膠輪車，機(jī)械化程度100%。目前，井下六、八盤區(qū)為生產(chǎn)盤區(qū)，十盤區(qū)為準(zhǔn)備盤區(qū)。

這是一座有著輝煌業(yè)績(jī)的礦井，在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域曾創(chuàng)造和打破了多項(xiàng)全國(guó)乃至世界紀(jì)錄，礦井先后榮獲全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀、國(guó)家級(jí)綠色礦山試點(diǎn)單位、全國(guó)煤礦瓦斯防治先進(jìn)集體、全國(guó)煤炭工業(yè)安全高效礦井、中國(guó)最美礦山等榮譽(yù)，智能化開采處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

開煤礦無(wú)人綜采先河

為了提高資源回收率，薄厚、肥瘦搭配開采，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善職工作業(yè)環(huán)境，一號(hào)煤礦薄煤層開采課題早在2012年就被提上了議事日程，并在礦業(yè)公司安排下成立了領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)薄煤層智能化開采設(shè)備的調(diào)研、選型工作。

2013年11月，一號(hào)煤礦把智能化無(wú)人開采技術(shù)應(yīng)用列入全礦年度工作重點(diǎn)和重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，及時(shí)成立了由礦領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員、隊(duì)干和高技能工人組成的科技攻關(guān)小組，與設(shè)備廠家技術(shù)人員密切配合，協(xié)調(diào)解決、研究設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程中存在的各種問(wèn)題。

曲志欣，這個(gè)黃陵礦區(qū)響當(dāng)當(dāng)?shù)木C采三隊(duì)采煤隊(duì)長(zhǎng)，毫不猶豫地接受了國(guó)產(chǎn)智能化無(wú)人綜采成套技術(shù)裝備工業(yè)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，親自在班前會(huì)上宣傳國(guó)產(chǎn)智能化無(wú)人綜采成套設(shè)備的重要意義，并要求隊(duì)干在每天三個(gè)班前會(huì)反復(fù)灌輸推行智能無(wú)人開采給職工帶來(lái)的好處以及對(duì)全國(guó)煤炭行業(yè)產(chǎn)生的深刻影響。在安裝調(diào)試設(shè)備的日日夜夜，綜采三隊(duì)的干部職工幾乎放棄了所有的節(jié)假日，曲志欣幾乎天天失眠，心里老是想著設(shè)備調(diào)試的事情，每天四點(diǎn)多就醒來(lái)，短短的幾個(gè)月，白發(fā)在不經(jīng)意之間爬滿了頭。

超前支架

在黃陵礦業(yè)公司有關(guān)部門和礦領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，一號(hào)煤礦機(jī)電部部長(zhǎng)符大利和工程技術(shù)人員、綜采三隊(duì)職工認(rèn)真探索、集思廣益、反復(fù)研究，拿出了一個(gè)又一個(gè)行之有效的解決方案，徹底掃清了技術(shù)攻關(guān)路上的所有障礙。

他們聯(lián)合廠家對(duì)采煤工藝進(jìn)行改進(jìn)，編制了符合一號(hào)煤礦生產(chǎn)實(shí)際的采煤工藝，在有效解決回刀掃煤不徹底及三角煤截割難度大的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了端頭支架自動(dòng)跟機(jī)，對(duì)煤機(jī)內(nèi)外噴霧重新設(shè)計(jì)改造，提高了煤機(jī)噴霧效果。他按照遠(yuǎn)程供液水處理過(guò)濾的精度要求，在水處理二級(jí)過(guò)濾前自行加工設(shè)計(jì)了一個(gè)25微米筒式過(guò)濾器，有效解決了原有水處理系統(tǒng)癱瘓的故障。整個(gè)安裝調(diào)試期間，一號(hào)煤礦先后解決各類故障難題66個(gè)，為順利完成智能化無(wú)人綜采成套設(shè)備工業(yè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2014年，經(jīng)安裝調(diào)試，智能化無(wú)人開采技術(shù)在一號(hào)煤礦1001工作面成功運(yùn)行，同年5月通過(guò)了陜煤化集團(tuán)的驗(yàn)收和中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)的科技成果鑒定，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

2014年11月，國(guó)家煤礦安監(jiān)局行管司、陜西省安全監(jiān)管局、陜西煤礦安監(jiān)局對(duì)一號(hào)礦智能化無(wú)人開采的具體做法和經(jīng)驗(yàn)成效進(jìn)行了調(diào)研，并總結(jié)提煉了以“五新、六高、七到位”為主要內(nèi)容的黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦國(guó)產(chǎn)綜采裝備智能化無(wú)人開采技術(shù)經(jīng)驗(yàn)材料，在全國(guó)煤炭系統(tǒng)產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。2015年5月及6月，一號(hào)煤礦作為主會(huì)場(chǎng)，分別承辦了全國(guó)煤礦自動(dòng)化開采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、陜煤化集團(tuán)自動(dòng)化開采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，智能化無(wú)人開采技術(shù)得到了煤炭行業(yè)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和同仁的一致肯定。

目前，該套設(shè)備已經(jīng)平穩(wěn)高效地回采1001、1002、1003、1004四個(gè)智能化工作面，推進(jìn)長(zhǎng)度7371米，完成原煤產(chǎn)量519萬(wàn)噸。

智能化工作面

實(shí)現(xiàn)礦井無(wú)人則安、少人則安

推動(dòng)煤礦生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新、升級(jí)轉(zhuǎn)型、安全發(fā)展，智能化開采是主攻方向，是中國(guó)能源革命的要求，也是世界煤炭技術(shù)變革的發(fā)展趨勢(shì)。為了更好更快地實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”，一號(hào)煤礦始終沒(méi)有停止探索的步伐。2015年，一號(hào)煤礦投資1.07億元，將智能化無(wú)人開采技術(shù)推廣應(yīng)用到中厚煤層的開采中，同年3月完成中厚煤層智能化裝備設(shè)計(jì)選型工作，9月設(shè)備到礦開始802智能化無(wú)人綜采工作面的安裝工作，10月完成了首個(gè)中厚煤層智能化工作面的調(diào)試工作，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，具備在地面監(jiān)控中心和順槽監(jiān)控中心遠(yuǎn)程操控采煤作業(yè)的常態(tài)化，實(shí)現(xiàn)了安全高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

在中厚煤層智能化無(wú)人工作面安裝調(diào)試期間，一號(hào)煤礦科學(xué)組織、詳細(xì)部署、自主完成了井下監(jiān)控中心所有監(jiān)控設(shè)備、通訊設(shè)備、電源箱和環(huán)網(wǎng)設(shè)備等安裝工作，其中包含185臺(tái)電液控設(shè)備、3000余根通訊纜線、640個(gè)傳感器。對(duì)暴露出來(lái)的問(wèn)題積極響應(yīng)、集體攻關(guān)，做到“問(wèn)題不過(guò)夜、隱患不越過(guò)”，提高了設(shè)備調(diào)試進(jìn)度。同時(shí)，一號(hào)煤礦始終堅(jiān)持在安裝、調(diào)試中不斷創(chuàng)新的原則，先后完成了“一鍵啟停隨動(dòng)視頻安全確認(rèn)”系統(tǒng)研究與應(yīng)用、超前支架遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用、運(yùn)輸機(jī)減速箱透氣塞改進(jìn)、工作面擴(kuò)音電話改進(jìn)、遙控接收天線改進(jìn)、采煤機(jī)搖臂連接架注油孔改進(jìn)、液壓支架反沖洗改進(jìn)、液壓支架配液板改進(jìn)、攝像儀位置改進(jìn)、轉(zhuǎn)載機(jī)封底板等創(chuàng)新改造。其中，“一鍵啟停隨動(dòng)視頻安全確認(rèn)”系統(tǒng)研究與應(yīng)用，是在Longwallmind 3.0自動(dòng)化軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)的一套重點(diǎn)部位視頻監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)控制臺(tái)處于“一鍵啟?！睜顟B(tài)時(shí)，采煤機(jī)主機(jī)會(huì)自動(dòng)切換為“膠帶機(jī)+運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)+采煤機(jī)滾筒”的“一鍵啟停隨動(dòng)視頻安全確認(rèn)”視頻監(jiān)控畫面，實(shí)時(shí)顯示操作設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)狀況，同時(shí)對(duì)自動(dòng)化軟件語(yǔ)音延時(shí)程序進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心天瑪語(yǔ)音預(yù)警和井下工作面華寧語(yǔ)音預(yù)警的完美契合，為全工作面所有操作人員提供語(yǔ)音預(yù)警信息，達(dá)到了“一鍵啟停”過(guò)程中安全管理的目的。

運(yùn)輸機(jī)減速箱透氣塞的改進(jìn)，有效提高了減速箱排氣孔高度，杜絕了透氣塞漏油現(xiàn)象，確保了運(yùn)輸機(jī)安全運(yùn)行。另外，采煤機(jī)搖臂連接架注油孔的改進(jìn)，使銷軸得到充分潤(rùn)滑，有效杜絕了異響、卡死的現(xiàn)象，減少了對(duì)搖臂升降的影響。截至目前，在該項(xiàng)目調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中共解決各類故障難題35個(gè)，取得創(chuàng)新成果14項(xiàng)，其中3項(xiàng)成果正在申請(qǐng)專利。

該套設(shè)備現(xiàn)在可以平穩(wěn)高效地完成802、621工作面回采任務(wù)，推進(jìn)長(zhǎng)度5014米，完成原煤產(chǎn)量365萬(wàn)噸，現(xiàn)正在回采623工作面，已推進(jìn)2700余米。

經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上去了

在一號(hào)煤礦地面指揮中心，采煤機(jī)司機(jī)劉錦和綜采支架工何厚水身著白色短袖襯衣，胸佩工牌，進(jìn)入工作崗位。他們嫻熟地通過(guò)地面指揮控制中心的控制系統(tǒng)操控按鈕，啟動(dòng)了井下綜采工作面各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，而此時(shí)在井下400米的地方，大量煤炭資源已連續(xù)不斷地開采出來(lái)。

說(shuō)到智能化無(wú)人開采，劉錦眉開眼笑，樂(lè)得合不攏嘴。他說(shuō)：“自從引進(jìn)智能化無(wú)人開采技術(shù)之后，采煤機(jī)司機(jī)不用在機(jī)器轟鳴、粉塵撲面的環(huán)境里工作，也不用在工作面往返行走，遠(yuǎn)離了采煤機(jī)割煤時(shí)煤塊彈射造成的傷害，避免了噴霧水淋濕衣服濕癢難受的苦惱?，F(xiàn)在通過(guò)監(jiān)控中心就能將煤炭開采出來(lái)，真正體會(huì)到了高級(jí)藍(lán)領(lǐng)的滋味，感受到了快樂(lè)工作的幸福。”

支架監(jiān)控工何厚水不等我們發(fā)問(wèn)，就談了自己的體會(huì)：“現(xiàn)在和過(guò)去相比簡(jiǎn)直是天壤之別，以前進(jìn)行移架推溜作業(yè)，腰都伸不直，一不小心胳臂和腿腳就會(huì)碰到支架上，脊背經(jīng)常被支架擦傷，一個(gè)班在狹小的支架中間走動(dòng)6至8個(gè)來(lái)回，消耗很多體力?，F(xiàn)在，支架和采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)動(dòng)作業(yè)，通過(guò)監(jiān)控中心便可完成支架作業(yè)?！?/p>

一號(hào)煤礦智能化綜采工作面產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益十分明顯。黃陵礦業(yè)公司總經(jīng)理師永貴為記者算了一筆賬：“與同類型的智能化綜采設(shè)備相比，選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備可節(jié)約設(shè)備采購(gòu)費(fèi)3000萬(wàn)元左右，每年節(jié)約材料費(fèi)近100萬(wàn)元。一號(hào)煤礦工作面地質(zhì)條件差，煤層較薄，時(shí)有夾矸且分布不均勻，但仍然創(chuàng)造了單班無(wú)人化連續(xù)推進(jìn)8刀30架的最高紀(jì)錄，月生產(chǎn)能力達(dá)到17萬(wàn)噸以上。如果將設(shè)備安裝在地質(zhì)條件較好、煤層分布均勻且平均厚度在2.4米左右的三盤區(qū)綜采工作面，預(yù)計(jì)單班生產(chǎn)能力可達(dá)到8刀以上，月生產(chǎn)能力將輕松突破24萬(wàn)噸。”

談到減員增效，曲志欣告訴記者：“與過(guò)去相比，目前生產(chǎn)期間工作區(qū)域由原來(lái)的9人聯(lián)合操作（煤機(jī)司機(jī) 3 人、支架工5人、運(yùn)輸機(jī)司機(jī)1人）減至1人巡視，僅此一項(xiàng)每年就能節(jié)約500 多萬(wàn)元，工效達(dá)到133噸/工?！?/p>

據(jù)悉，2015 年1月，智能化工作面兩順槽超前支架經(jīng)過(guò)升級(jí)改造具備了自動(dòng)化控制功能，由原來(lái)的24人單體支護(hù)減至12人遙控操作，每年能節(jié)約300萬(wàn)元。通過(guò)兩次升級(jí)改造，生產(chǎn)班每年節(jié)約人工成本800 萬(wàn)元以上。

一號(hào)煤礦在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操控采煤，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。它不僅使寶貴的煤炭資源得到充分開發(fā)利用，更為重要的是把礦工從艱苦危險(xiǎn)的環(huán)境和超強(qiáng)的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，真正維護(hù)了職工的生命權(quán)、健康權(quán)和全面發(fā)展的權(quán)利，使煤炭職工的主人翁的地位得到了充分體現(xiàn)和有效落實(shí)，同時(shí)為建設(shè)本質(zhì)安全型礦井探索出一條新路，具有里程碑式的重要意義。

引領(lǐng)智能化礦山發(fā)展方向

2016年4月7日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)發(fā)改能源[2016]513號(hào)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》，對(duì)未來(lái)煤炭行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃。一號(hào)煤礦將依托國(guó)家“煤礦智能化開采技術(shù)創(chuàng)新中心”，自主開發(fā)“互聯(lián)網(wǎng)+智能化綜采管理平臺(tái)、智慧礦山”；研究探索綜采兩端頭多功能異形端頭支架及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，解決利用液壓?jiǎn)误w支柱人工補(bǔ)打切頂柱的現(xiàn)狀，并全面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；探索研究綜采工作面應(yīng)用無(wú)線wifi技術(shù)及順槽設(shè)備列車自移裝置，最終實(shí)現(xiàn)綜采工作面所有設(shè)備地面操控全覆蓋、井下作業(yè)區(qū)域少人巡視常態(tài)化開采技術(shù)；研究探索掘進(jìn)工作面智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，切實(shí)降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境；搭載“互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山”探索研究瓦斯治理打鉆數(shù)據(jù)精確計(jì)量、井下水情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等災(zāi)害治理遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)集成技術(shù)，確保災(zāi)害治理更科學(xué)、更合理；探索智能化裝備適應(yīng)性、機(jī)械可靠性和調(diào)控精準(zhǔn)性等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)綜采工作面智能化配套設(shè)備高穩(wěn)定性、高精度調(diào)控、高精度智能識(shí)別以及高適應(yīng)性。