華鎣山廣能公司綜合機械化開采現(xiàn)狀及展望

卓軍

摘 要：針對華鎣山礦區(qū)煤層覆存薄、傾角大、地質(zhì)條件差、礦井災害重等開采背景，詳細闡述了華鎣山廣能公司綜采機械化發(fā)展歷程，介紹了急傾斜和薄煤層綜采現(xiàn)狀及存在的問題，并從提高綜合機械化開采適應范圍、生產(chǎn)效率和自動化程度等方面提出了綜采展望。廣能公司堅持建設安全高效礦井、走采煤機械化發(fā)展的道路。

關鍵詞：廣能公司；綜合機械化；開采現(xiàn)狀；展望

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0057-02

1 廣能公司概況及開采條件

四川華鎣山廣能公司始建于1970年，2000年改制為國有控股公司，2005年成為川煤集團全資子公司。公司是一個集煤炭開采、洗選加工、煤炭技術(shù)服務、煤機研發(fā)制造、發(fā)供電等為一體的國有獨資公司，旗下?lián)碛兴拇◤V安、貴州畢節(jié)兩個煤炭生產(chǎn)基地。廣安華鎣山礦區(qū)位于四川盆地東部華鎣山脈中段，在漫長的地質(zhì)年代里，華鎣山形成了從寒武紀到侏羅紀的完整地層組合。由十余條傾向南東的走向逆沖斷層組成的華鎣山大斷層貫穿整個煤田。煤層賦存條件差：斷層、裂隙發(fā)育，頂、底板破碎，瓦斯含量高，突出煤層、煤層松軟；同時，因復式背向斜構(gòu)造組合，造成煤層厚度變化大，其中大傾角煤層占50%以上，1米以下薄煤層占20%。復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和惡劣的自然條件給礦井利用自然、征服自然帶來了極大的挑戰(zhàn)。

2 廣能公司綜采發(fā)展歷程

廣能公司堅持建設安全高效礦井、走采煤機械化發(fā)展的道路。從1984年起，先后在綠水洞煤礦、李子埡煤礦裝備高檔普采機組、綜采機組。1990年，全局已形成1個綜采工作面和5個高檔普采工作面，采煤機械化程度達到75.46%，被四川煤管局名為四川省第一個“采煤機械化礦務局”。1995-1998年，在使用從波蘭引進、攀枝花礦務局調(diào)運的大傾角綜合采煤機組遭到失敗后，實施產(chǎn)學研合作攻克了綠水洞煤礦30°～36°大傾角煤層綜采，實現(xiàn)工作面年單產(chǎn)不到10萬噸提升到25萬噸，使華鎣山礦務局綜合機械化走上了新的臺階。2000-2005年，公司加大了采煤機械化的投入，改高檔普采為綜合機械化采煤，實現(xiàn)全公司4個綜采工作面，綜合機械化開采程度達到85%以上，原煤產(chǎn)量大幅度上升。

從2006年開始，廣能公司開始自主研制綜采設備。2007年，“廣能嘉華”牌急傾斜支撐掩護式液壓支架及端頭支架成功在綠水洞煤礦應用，填補了我國開采45°～60°急傾斜煤層綜采支護空白；2010年，成功攻克薄煤層三機配套設備研制，實現(xiàn)李子埡煤礦下分層0.8m～1.3m薄煤層綜合機械化開采（見圖2）；2014年，自主研制急傾斜“三機”配套設備在綠水洞煤礦3212工作面投產(chǎn)，成功將綜合機械化開采適應煤層傾角推向70°極限；2015年，先后在李子埡南煤礦、綠水洞煤礦完成急傾斜偽俯斜綜采嘗試，實現(xiàn)了局部達到78°傾角煤層綜采。截止2017年，自主研制的綜采成套設備已用于公司大傾角、急傾斜和薄煤層開采，綜合機械化開采程度達到100%（見圖1）。大傾角煤層綜采技術(shù)、急傾斜煤層綜采液壓支架、急傾斜煤層采煤機三個項目獲得了四川省政府頒發(fā)的科技進步一等獎，大傾角煤層綜采技術(shù)和裝備項目獲得了國務院頒發(fā)的國家科技進步二等獎。

3 綜采現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 廣能公司綜采現(xiàn)狀

綜采是當前最先進的采煤工藝之一，是薄及中厚煤層開采工藝技術(shù)實現(xiàn)安全高效的必然選擇。近年來，廣能公司大力發(fā)展綜合機械化開采技術(shù)，自主成功研發(fā)大傾角、薄煤層綜采支架，并采用以大功率、電牽引、多電機橫向布置和大截深為特征的新一代采煤機，應用鑄焊結(jié)合封底中部槽等先進技術(shù)的重型刮板輸送機，與此同時，還應用了長距離帶式輸送機系統(tǒng)、運人運料的高效輔助運輸系統(tǒng)、地質(zhì)保障系統(tǒng)、煤巷快速掘進與錨桿支護系統(tǒng)和安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，成功實現(xiàn)綜采工作面年產(chǎn)由過去20多萬噸逐年上升到60多萬噸，礦井工作面數(shù)量也由最多的5個減少到2個，有效保障了綜合機械化開采的安全、高效、高產(chǎn)。

廣能公司現(xiàn)有4對生產(chǎn)礦井，6個綜采工作面，其中綠水洞煤礦2個、龍灘煤電公司2個、李子埡南二井和龍門峽南煤礦各1個，除龍灘煤電公司開采緩傾斜煤層外，其余各礦均開采小于50°的大傾角、急傾斜煤層，采煤機械化程度達100%。工作面生產(chǎn)能力在無較大地質(zhì)問題情況下，采高2m以下的工作面月產(chǎn)量2～4萬噸，采高2m以上的工作面月產(chǎn)量3～5萬噸，采高3m以上的工作面月產(chǎn)量4～7萬噸，礦井運輸條件好（不影響工作面生產(chǎn)）時工作面月產(chǎn)量可提高約50%。

龍灘煤電公司：布置綜采工作面2個。其中3124N工作面長200m，煤厚1.4m，傾角8°，每天割煤8刀，平均月產(chǎn)量4.8萬噸；3112N工作面長240m，煤厚2.2m，傾角2°，每天割煤3刀，平均月產(chǎn)量4.6萬噸；

綠水洞煤礦：3251工作面長192m，平均煤厚2.4m，傾角34°，每天割煤4刀，平均月產(chǎn)量3.9萬噸；3134工作面長150m，平均煤厚2.65m，傾角39°，每天割煤3刀，平均月產(chǎn)量2.5萬噸；

李子埡南二井：3102工作面長130m，凈煤厚1.95m，傾角47°，每天割煤4-5刀，平均月產(chǎn)量2.5萬噸；

龍門峽南煤礦：3131工作面長150m，平均煤厚1.5m，傾角30°，每天割煤4刀，平均月產(chǎn)量2.4萬噸。

3.2 綜采存在的問題

（1）綜采設備陳舊，故障率高。廣能公司綜采配套設備大部分為2010年以前投用的，近年公司各礦更新設備較少，在用使用10年以上的采煤機、占30%，使用8年以上的占40%，設備故障率高是制約綜采效率的主要因素。

（2）地質(zhì)災害加劇，回采效率低。近年來，隨著礦井開采水平的不斷延深，煤層賦存條件惡化、地質(zhì)災害加劇。部分煤礦存在瓦斯治理跟不上，K1值是有超標，造成采面限產(chǎn)；防治水不到位，水害威脅增大，小至停面，大致礦井停產(chǎn)；地質(zhì)構(gòu)造復雜，斷層、裂隙、陷落柱嚴重影響連續(xù)生產(chǎn)等。

（3）超強度開采，采面接替緊張。行業(yè)低谷時期，由于企業(yè)保命經(jīng)營、超強度開采和掘進工程滯后，致使采掘抽接替失調(diào)，工作面系統(tǒng)不能及時形成，無災害治理時間和空間，并形成惡性循環(huán)，導致生產(chǎn)工作面受影響無備用工作面。

（4）綜采適應煤層角度受限，資源回收率不高。目前，公司綜采工作面平均傾角均小于60°，煤層傾角過大時，設備和工作面底板存在不適應，特別是70°以上煤層，國內(nèi)外還沒有相關綜采研究。廣能公司部分礦井煤層賦存隨開始水平延深逐步增大至70度以上，特別是綠水洞煤礦更為突出，現(xiàn)采350水平已存在局部區(qū)域傾角過大，不適應現(xiàn)有綜采技術(shù)現(xiàn)象，大幅降低礦井資源回收率，縮短采區(qū)服務年限。

4 展望

（1）強化裝備升級，提升生產(chǎn)效率。廣能公司綜采設備使用年限較長，在需加強設備自身維護保養(yǎng)的同時，需分次分批逐步更新裝備，保證工作面安全高效生產(chǎn)。另外，需根據(jù)復雜地質(zhì)條件升級的實際出發(fā)，引進先進技術(shù)，不斷改良裝備制造工藝，提升裝備性能，延長設備使用壽命，提升生產(chǎn)效率。

（2）攻克俯偽斜綜采技術(shù)，徹底解決急傾斜綜采難題。廣能公司隨著礦井水平的不斷延深，煤層傾角不斷加大，60°乃至70°以上煤層綜采制約著礦井服務年限。前期俯偽斜綜采試驗僅將支架頂梁前端做成了斜形，而支架后端及底座等沒有完全按俯偽斜要求設計，因而存在液壓支架在工作面架尾不齊（架間成階梯狀）、工作面人行道不暢、防倒防滑裝置使用別扭等不足，導致俯偽斜綜采效果不佳。為提高礦井資源回收率，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需對俯偽斜綜采進行技術(shù)攻關，以期實現(xiàn)綜采不受煤層傾角條件制約。

（3）推廣應用智能化綜采，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級引領方向。智能化綜采是煤炭開采未來發(fā)展的方向。目前，國內(nèi)的綜采自動化技術(shù)已趨于成熟。廣能公司擬通過2-3年時間在龍灘礦采用自動控制和可視化遠程干預控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動操作，實現(xiàn)遠程集中控制工作面割煤、推溜、拉架、運輸及超前支護等工藝智能化，預期實現(xiàn)工作面少人和提高工作面勞動工效。緩解當前企業(yè)招工十分困難、井下工作環(huán)境惡劣、勞動效率低下的局面，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展引領方向。

參考文獻

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