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狭窄空间拓大道——川煤集团达竹煤电公司推进极薄煤层机械化技术纪实

煤炭资讯网 2012/5/28 7:17:16   头条
     【本网讯】  几年前,还是靠“放炮落煤”的简单原始采煤工艺组织生产的川煤集团达竹煤电公司,秉承“追求卓越、争创一流”精神,在“安全、高效、发展”的发展目标指引下,坚持不懈发展薄煤层和极薄煤层采煤机械化,以矢志不渝的精神在推进极薄煤层机械化采煤技术、建设安全高效矿井、实现资源的综合利用上做出了艰苦的探索,并在极薄煤层关键技术领域取得了实质突破,实现了华丽转身,走在了同类型煤炭开采企业的前列。 

      进入2011年,达竹煤电公司与中国矿业大学共同研发了国内首套MZ-350型螺旋钻采煤机组,是目前全国钻杆直径最小的螺旋钻采煤机,适用于开采煤厚为0.35米左右的极薄煤层,开启国内首个极薄煤层无人钻采工作面,在狭窄的煤巷里,拓出了一条安全高效的达竹大道,为西南片区同类型煤矿提供了崭新模式和发展方向。该公司连续五年被川煤集团评为安全生产先进单位,连续五年被中华全国总工会评为安康杯竞赛优胜企业,有力地促进了安全生产,迎来了薄煤层和极薄煤层开采企业科学发展、安全发展的春天。

      困惑——破解极薄煤层开采“瓶颈”制约 

      有着半个世纪开采历史的达竹煤电公司,有着得天独厚的煤种优势,特别是“达竹牌”8-13级冶炼精煤已连续9届荣获四川省名牌产品称号,是不可多得的稀缺冶炼精煤煤种,产品长期以来受到武钢、湘钢、重钢等大型钢铁集团的欢迎,该公司凭着煤种这一先天优势,与武钢、重钢建立了战略合作伙伴关系。
 
 
图为达竹公司董事长蒋静(中)深入4022(21)工作面现场指导技术人员解决技术难题

      但作为薄煤层和极薄煤层开采占主导的达竹煤电公司,赋存条件差,煤层薄、开采难度大的发展短板又十分突出。据统计,现有7对生产矿井煤炭总储量仅有5012万吨。其中,1.3米以下的薄煤层占煤炭总储量的75%以上,0.8米以下的极薄煤层占煤炭总储量的61%,0.4米以下未算储量的还有910万吨,煤层倾角变化大,地质构造复杂,顶板管理难度大,开采极为困难。2005年以前,该公司煤炭开采主要以炮采为主,长期以来煤炭资源开采损耗大、浪费严重,同时还存在用人多、效率低、安全事故时有发生。 

      我国的煤炭资源丰富,储存量大,且赋存多样化,根据我国煤层厚度划分,厚度0.8 米~ 1.3米属于薄煤层,小于0.8米属于极薄煤层。我国煤炭储量中薄煤层的可采储量约为60多亿吨,约占全国煤炭总储量18%。据1996 年统计,我国薄煤层的产量只占全国煤炭总产量的7.32% ,而且这个比例还在呈逐步下降的趋势。 

      长期以来,受劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低这“一大三低”的影响,对于厚度在0.8米以下的极薄煤层,几乎是机械化开采的禁区,成为难以破解的世界性难题。矿工在低矮的采煤工作面上作业,要跪着劳作,爬着前行,由于技术不成熟,很多呆滞压煤无法实现机械化开采,如果用手工的落后开采方式,不仅劳动强度高,而且安全风险极大。 

      对此,达竹煤电公司生产的达竹牌冶炼精煤作为稀缺资源,将越来越会得到保护性开采,而另一方面,限于先天开采条件和开采技术落后的制约,大量资源却不得在开采过程中被无形浪费,甚至得不到有效开采。每一名达竹人都在思考:达竹的路在何方? 

      2005年,川煤集团宣告成立,达竹煤电公司迎来了千载难逢的大好发展机遇。达竹煤电公司要走出困境,就必须坚定不移地走机械化发展之路!

      突破——建成西南首个薄煤层综采面 

      达竹煤电公司探索极薄煤层机械化采煤可以追溯到上个世纪90年代,因技术不成熟,井下地质条件复杂,刚上的设备没几天就停摆。在一片“杀机”之声中,机械设备被迫下马。

      有人这样断言:达竹先天不足,注定与机械化无缘! 

      在以人为本、科学发展的春天里,极薄煤层如何运用好机械化,实现安全高效?每一名达竹干部职工都在思索。
当得知重庆永荣矿务局已经成功上马极薄煤层机械化采煤机组时,该公司立即组织科技人员赴永川煤矿,并在柏林煤矿引进一了台MG100-TP型爬底板采煤机,最高月产量曾达到7024吨,比过去炮采分别提高36%,工效达到了4.6吨/工,比过去提高35%。随后,该矿又继续在另外两个极薄煤层采煤工作面推广应用,工作面最高月产量分别达到6164吨和10103吨,回采工效达6.74吨/工,比以前提高了56%。

      2008年,达竹煤电公司立足西南、放眼全国,公司领导带队分赴华北、东北,走访中国煤炭协会和中煤政研会,亲赴辽宁铁法、峰峰集团,山东淄博矿、临沂矿务局,咨询、考察全国薄煤层最新开采技术。同行业机械化发展程度之高让达竹干部职工大开眼界,又感到极大的震惊。 

      差距指明了前进的方向。经过多次研讨,该公司制定了“因矿制宜、一面一策”的机械化发展战略,致力于薄煤层综合采煤技术的探索和研究,先后投入上亿元资金与科研院所合作研发薄煤层综采技术。爬底板采煤机、刨煤机、高档普采、综采先后在矿区不同地质结构的工作面使用成功,该公司机械化发展驶入了快车道。 

      2008年9月,MG250/600-AWD型综合采煤机在该公司斌郎煤矿N422K4工作面投入使用; 

      2008年10月,MG250/600-AWD型综合采煤机在该公司铁山南煤矿4012K26工作面投入使用; 

      2009年5月10日, 西南片区首个极薄煤层综采工作面在该公司柏林煤矿-2429工作面顺利投产,开创了西南片区薄煤层综采先河。该工作面煤厚0.8~1米,属典型的薄煤层。综采上马后,产能得到极大提高,效率大幅提升。最高日产量达680吨,工效由炮采时的4吨/工提高13吨/工,员工由28人减少到6人。在采高仅有0.93米的极薄煤层成功安装综采机组,这是达竹煤炭开采史上一次划时代的变革,揭开了达竹薄煤层综合机械化的新篇章。 

      初步尝到了综采技术带来的甜头后,该公司发展极薄煤层机械化的动力更足,薄煤层机械化采煤技术得以迅猛发展。 

      同年11月,达竹煤电公司首个薄煤层、大倾角综采工作面在金刚煤矿投入生产。达竹公司主动与辽源煤机公司联合研发了MG110/130-TPD型极薄煤层电牵引爬底板采煤机,在小河嘴煤矿投入使用,可采煤层倾角达43度,适应达竹公司大多数煤层。这是全国第一台极薄煤层电牵引爬底板采煤机,获得了国家专利。 

      在科学发展的春天里,达竹煤电公司机械化风生水起,渐入佳境。

      超越——“爬综”技术填补国内空白 

      纵观世界,代表当今最先进开采技术的综合机械化设备已在中厚煤层及薄煤层广泛运用,据有记录可查,在我国,综采设备已成功在厚度仅为1.1米的薄煤层得以成功运用。在0.8米以内的极薄煤层上马综采,还没有成功的先例。 

      带着梦想上路的达竹煤电公司,踏上了“产学研”探索之路,与山东矿机集团、辽源煤机厂签订战略合作协议,组建研发团队。专家认为:极薄煤层上综采设备,核心是必须解决好过煤、过机、过人这三大难题。机组必须具备“小机身、大功率、空间足”三大性能。 

      功夫不负有心人。2010年初,达竹煤电公司拥有自主知识产权的“极薄煤层电牵引爬底式采煤机”终于研发成功。 

      为能让采煤机在0.8米内的狭窄空间内自由工作,研发团队将传统的骑溜式采煤机改为爬底板式采煤机,这一核心技术让采煤机彻底实现了“瘦身”,为机组腾出了0.18米左右的采高空间,实现了安全过煤、过机,确保了综采效率。 

      该公司所属矿井极薄煤层地质构造普遍复杂,目前所有薄煤层装备普遍存在装机功率不够,造成电机过载、机械强度及系统刚度不够,导致机械关键部位容易损坏。于是,研发团队成功研发了功率更高、效率更大的变频调速遥控交流电牵引采煤技术。 
 
 
图为该公司所属柏林煤矿职工在操作螺旋钻式机组
 
      研发团队还对采煤机、液压支架和刮板机“三机”设备进行了科学合理的配套、优化,有效实现了“三机配套”,从根本上解决了极薄煤层综采技术关键性难题。 

      经过18天的紧张安装,2010年4月17日,爬综机组在该公司斌郎煤矿0.5米-0.8米之间的N2211工作面试采。4月19日23时,“爬综”开始了第一次试生产。当晚割煤2刀、140吨煤炭,取得了一次性试产成功。截止5月17日,月产量突破了万吨大关。 

      当时,承担任务的采煤三队队长任春算了一笔帐:“以前队里搞炮采,象这样的工作面,拼了命,一个月最多也只能采五六千吨。有的采不了,就抛弃了。这个月能采万多吨,工效提高了一倍,这就是奇迹。” 

      接下来,“爬综”又成功运用到N1014工作面,采煤二队队长李永发说:“以前搞炮采,一个月下来,出三五个轻伤是家常便饭。‘爬综’上马10个月,一个轻伤都没有,这要放在以前,想都不敢想象。有了‘爬综’,我们这些当基层队干的,睡觉都睡得踏实些。” 

      矿工王东山深有感触:“以前在小煤矿干,安全事故多,劳动强度大,上马“爬综”后,只要按章操作,我就不担心出安全问题了,真是放心、舒心、又安心!” 

      “爬综”运用后,目前已经实现单工作面年产量21万吨,资源回收率达到98%,开采工效11.6吨/工。与同类型普通机械化开采工艺相比,年生产能力提高了1.78倍,效率提高了3.68倍,年单面生产效益增加了9146万元,年节约费用961万元,吨煤成本下降了46.07元,单工作面减少作业人员43人。 

      斌郎煤矿矿长邬康明表示,“爬综”给我矿带来的变化是革命性的,它不仅提高了工效和安全系数,减轻了职工劳动强度,还提高了员工收入。现在,矿工都愿意来斌郎煤矿上班,队伍比以前稳定多了。达竹公司投资研发爬综,是一笔划得来的安全账、经济账! 

      2010年10月23日,由四川省科技厅组织的科技成果鉴定会在成都召开。专家组成员一致认为:‘爬综’成功破解了复杂地质条件下世界极薄煤层机械化开采难题,填补了国际空白,总体上达到了国际先进水平,部分成果处于国际领先地位,在国内极薄煤层推进综合机械化采煤具有极强的推广运用价值,同意通过专家组鉴定。 
 
 
图为该公司大倾角极薄煤层综采工作面

      目前,代表着极薄煤层综采前沿技术的“爬综”机组,受到了全国同类型煤炭企业的广泛关注。“爬综”已走出达竹,先后落户川煤威达煤业、山东龙煤集团、辽宁北票煤业等多家煤矿企业,为极薄煤层实现综采、提高资源有效开采展示出了强大的能量。 

      在“爬综”的示范引领下,该公司铁山南煤矿401采区成功实施了大倾角综采技术,开创了西南地区急倾斜综采先河,所属的小河嘴煤矿成功攻克了大倾角软底工作面综采技术。2011年10月24日,四川省政府公布了2011年全省科技奖励评审公告,达竹公司“0.55-0.8m极薄煤层高效综采关键技术研究项目”荣获一等奖。截止2011年底,达竹公司综采工作面9个,机采率达71%,综采率达51%。

      圆梦——创建全国同类型一流煤炭企业 

      达竹矿区还有不少品质优良、厚度在0.4米以下的大量煤炭,因地质条件特别复杂,开采难度特别大,一直处于闲置状态。2011年,达竹煤电公司与中国矿大共同研发的国内首套MZ-350型螺旋钻采煤机组,在该公司柏林煤矿08210无人钻采工作面成功投入使用,这是国内首个极薄煤层无人钻采工作面!该采煤机组适用于开采煤厚为0.35米左右的极薄煤层,具有劳动强度小、安全可靠等特点。

      达竹煤电公司综采技术的迅猛发展,对该公司的科学发展、安全发展带来的影响是多方面的。 

      矿工不再是传统意义的挖煤工人,而成为了机械化设备的操作手;点多面广、用人多的现象正逐渐扭转,一线采煤工人比例得以不断下降,熟悉机械性能、懂维修、操作能力强的机电工人正越来越受到追捧,成为矿区明星。
达竹煤电公司所属的金刚煤矿川东北产能第一大矿,该矿机械化的迅猛发展,对电钳工需求越来越大,目前,金刚煤矿共有井下电钳工112人。该矿特别为达竹十佳技能型人才的机电工人左小云成立了“左小云工作室”。2010~2011年间,“左小云工作室”成功研发斜巷人力助行器和井下道岔自动扳道器,并产生40多项小改小革成果,为企业创效80余万元。 

      随着一大批技能人才、金牌员工、安全明星的不断涌现,矿区职工技能不断提高,他们正以崭新的矿工新形象,呈现在社会面前,传统的傻、大、粗、黑形象正逐渐被知识型、技能型矿工新形象所取代。 

      狭窄空间拓大道,极薄煤层矿井也会有春天。目前,该公司采煤工作面由2006年的28个减少到目前的21个,其中,机采工作面15个,综采工作面7个。采煤工作面平均月度单产由6644吨提高到8636吨,公司原煤产量从2005年的160万吨提升到2011年的246.84万吨,生产精煤117.09万吨,产能提高了87万吨,相当于新建了一对中型矿井。同时,在生产效率大幅提高的同时,员工劳动强度大大降低,安全生产技术保障能力也大幅提高。2011年,该公司全年营业总收入达到21.86亿元,实现利税2.95亿元,职工人均收入达45503元。 

      达竹煤电公司以科学发展观为指导,闯出了一条属于南方极薄煤层矿井的科学发展道路,在新时期,该公司全体干部职工将继续弘扬 “追求卓越、争创一流”的达竹精神,深入推进极薄煤层机械化,实现资源的综合利用,将具有达竹特色的极薄煤层开采之路越走越宽广! 
    本网通讯员:徐强 王广平 杨涛      编 辑:徐悉
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