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革故鼎新 榆北首創——“一面一人千萬噸”450米高度智能化超長綜采工作面成功記
發布時間:2022-01-21 17:37:36     作者:   瀏覽量:1126   分享到:

數九寒冬,毛烏素沙漠的風,凜冽地刮著,寒意讓人們裹上了厚厚的冬衣。在經歷了連續三個多月井下工業性試驗的小保當二號煤礦2米采高450米長高度智能化超長綜采工作面,以日產突破4萬噸,單月產量穩定在90萬噸的優秀業績,讓這個寒冷的冬天孕育著下一個春天的生機。

該高度智能化超長綜采工作面工業性試驗的成功,必將為2米以下煤層開采蹚出一條新路,也必將為中國煤炭行業實現一面一人千萬噸提供榆北方案。

然而,正如古人所言,看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。陜煤榆北煤業在探索450米高度智能化超長綜采工作面技術應用的征程上,怎樣的情懷與站位就會撐起怎樣的未來與格局。


(榆北小保當公司智慧礦區一角)

源起:扭虧為盈的初心

陜煤榆北小保當二號礦井井田面積93.2平方公里,可采儲量7.82億噸,設計生產能力為1300萬噸/年,受生態紅線影響,目前礦井僅能開采2米左右的2-2煤層,如果按照陜北同等地質條件布置300米的工作面,礦井年產能超不過600萬噸,面臨投產即虧損的問題。在這樣的情況下,選擇什么樣的開采方式,成為困擾礦井達產達效的關鍵難題。

帶著這一問題,榆北煤業調整思路,將答案的尋求方向瞄準到了國內外已有的技術和研究方向,廣泛調研了解中厚煤層高效開采的可行性技術。

2020年年初,一次偶然的機會,時任榆北煤業公司總經理石增武獲知,在國外,采高在2米以下、傾向長度400米左右的采煤工作面,產能已突破了千萬噸。

基于國外這一開采技術,榆北煤業果斷行動,在陜西煤業總經理王世斌牽頭組織下,組成了項目考察團,遠赴美國,調研了久益公司礦井綜采自動化設備及其控制系統,深入煤礦與技術人員進行了交流和溝通。

經歷了一周的調研與走訪,一直在霧里看花的榆北人,找到了行動目標。


450米高度智能化超長工作面地面聯合試運轉)

篤行:站在行業的高度謀劃

放眼世界的范圍找尋答案后,榆北煤業高度智能化超長工作面落子的每一步,莫不著眼于行業乃至全國這個大棋局之上。

在國外,雖然美國久益公司已經形成了規?;?、專業化的綜采自動化裝備及技術體系,實現了煤炭的高效生產,然而在國內還沒有任何一家煤炭企業在2米以下煤層開發領域實現長度450米超長工作面的智能化開采,在設備選型、配套、安裝等方面也沒有成熟的技術和經驗可供借鑒。同時,擺在榆北人面前最關鍵的還有要面對各種不同的聲音。

有人說,選擇一條沒有人走過的路,會不會搬起石頭砸自己的腳。

也有人說,面對難題,要有螞蟻啃骨頭的韌勁,逐項攻破,總能看到轉機。

船重千鈞,掌舵一人。越是關鍵時刻,越能彰顯領導干部的帶頭作用。為了推進課題項目有序推進,榆北煤業成立了由石增武為組長的小保當二號煤礦2-2煤超長工作面開采成套關鍵技術與裝備研發課題組,初步方案為成套引進進口裝備,經過多方論證,最終確定采煤機、小三機選用進口設備,支架選用國產裝備的實施方案。

猶記得,每一個日出東方的清晨,課題組徹夜討論圍在圖紙前的爭吵,每一個夕陽西下的傍晚辦公桌旁涼透的工作餐,每一個月光灑下的深夜此起彼伏的鼠標、鍵盤聲。

猶記得,超長工作面礦壓顯現的規律還未掌握,頂板難以控制,課題組自主創新,對支架進行適應性改造,形成穩定的鋼鐵長城。

猶記得,煤層厚度薄、產量要求高,課題組提出端部留三角煤雙向高速割煤工藝,為日產突破4萬噸奠定了基礎。

猶記得,工作面高速推進,常規供液方式無法滿足要求,研發了組合式高效供液系統,實現采煤機15-18/分鐘常態化割煤。

縱橫交錯的布置草稿圖,成沓的方案匯報稿,讓這樣一件龐大工程的工作逐漸從夢想變為現實,也讓榆北人距離一面一人年產千萬噸目標越來越近。


450米高度智能化超長工作面)

深耕:蹚出了一條新路

技術創新的過程如同人一樣,不經歷風雨,怎能見彩虹。

回望450米高度智能化超長綜采工作面技術研究與應用的路線圖,技術難題和管理問題星羅棋布,從引進國外裝備到裝備國產化,對于立志要開創行業技術先河的榆北人來說,在國外既有的智能制造路徑之外,探索出更接地氣的高度智能化創新之路才是他們的最終目標。

時針撥回到20219月,在小保當二號煤礦132202工作面,只見采煤機發出巨大的轟鳴聲,鑿破渾沌,開拓烏金,煤層在巨大滾筒的切割下轟然掉落,滾滾烏金涌入皮帶,速度和產量無不展現這個鋼鐵戰士的戰斗力。

誰能想到,裝備剛入井服役的時候經歷了哪些水土不服。

要讓采煤機、支架、運輸機、泵站等結構復雜、數量眾多的設備有條不紊地聯動,還要實現視頻、語音、通信的全覆蓋,智能化控制系統的高度集成和常態化運行,過程著實不易。對于這項工作的技術負責人丁彥雄來說,即使有著十幾年的開采經驗,450米超長工作面的智能化開采依然是個顛覆性的難題。

傳統工作面只有一百六七十個支架,而450米高度智能化超長綜采工作面,數量增加到了224個。這不僅僅是簡單數量的增加,對其他配套設備的要求卻是幾何倍數級的增長。

最考驗刮板運輸機的鏈條適應性,像鏈子一松的話,容易絆著鏈輪,就會出現卡鏈、斷鏈現象。鏈子能不能拉得動、鏈輪會受到多大磨損等,我們都比較擔心。小保當公司二號煤礦綜采一隊隊長劉隨強說,相對300米左右的工作面,多出的150米直接拉高了對設備的考驗程度,給驅動、支護、頂板管理等帶來了很多的考驗。

設備剛開始調試時,由于進口運輸機電機水土不服,接連出現故障,影響正常調試,榆北煤業經過反復調研論證,采用電機國產化替代方案,經過試運行,效果良好。

劉隨強所帶領的綜采隊是一支全新的隊伍,有20多名碩士研究生,伴隨著逐漸克服設備水土不服、適應新工藝的過程,他們之間的默契度也在增加。450米高度智能化超長綜采工作面以每分鐘15-18米的速度實現了高效截割,三角煤截割也實現了智能化,單班7人作業已成常態。

工作中,他們還及時總結經驗,拉移支架時,前梁容易栽頭,距離電纜牛頭和前后滾筒不能太近;支架推移單向閥里的彈簧損壞造成支架串液,必須及時更換……”這些樸素的工作經驗,讓他們在磨人的煎熬中,實現了從追趕者領跑者的跨越。


(員工在集控室操作450米超長智能綜采工作面開采運行)

情懷:從行業中來到行業中去

致廣大而盡精微。450米高度智能化超長綜采工作面的探索與實踐,廣泛吸收了來自行業的迫切需求,且通過榆北人的自主開發與應用,為我國2米以下煤層開采創新了一種思路、蹚出了一條路子、提供了一套方案、開創了一項先河。

一個高度智能化的綜采工作面,僅需1人操作管理,就能實現年產千萬噸的目標。石增武介紹道,450米高度智能化超長綜采工作面,既是榆北人著眼現實的深刻總結,更賦予它面向未來的寬廣情懷。

——產生的經濟效益可觀。截至目前,450米高智能化超長綜采工作面實現單班7人的少人化開采和常態化運行,使榆北小保當二號煤礦由預算虧損4個億,實現盈利3億元的目標。

——產生的示范效應明顯。2米煤層千萬噸產能的實現,為榆北煤業爾林兔三對礦井設計產能提升到1500萬噸提供了技術支撐。同時也為陜煤集團2米左右煤層開采提供了新思路,為行業中厚煤層礦井產能設計及配套裝備研制提供榆北方案,更為我國中厚煤層的開采開辟出一條可以借鑒,可以復制的創新之路。

——降低了萬噸掘進率,回收率得到提升。以同等賦存條件下正常150米的工作面長度為例,工作面長度增加到450米后,可減少4條巷道的掘進量,減少了煤柱損失,提高了煤炭資源的回收率。

回首一路走來的發展歷程,從意念初起的有所耳聞,到遠赴國外的精心求證,再到堅定引入,邁向一面一人年產千萬噸目標,很多參與者坦言體會到了作為首創者的孤獨和艱辛,但更多的是領略到了會當凌絕頂的宏大夢想和喜悅,因為對榆北人而言,這既是一次迎難而上的跋涉,更是一次行業革故鼎新的起跑,也印刻下了骨子里永不懈怠的執著韌勁。

20211230日,中國煤炭工業協會組織,中國工程院院士王雙明、王國法等7位專家組成鑒定委員會,對小保當二號煤礦450米高度智能化超長工作面關鍵技術及成套裝備進行評議和鑒定,專家組一致認為:項目成果達到國際領先水平,建議進一步推廣應用。

至此,榆北人靠著敢為人先的氣概為我國中厚煤層高度智能開采蹚出了一條成功路徑,填補了國內2米以下中厚煤層高度智能化開采的技術空白,提供了理論支撐和實踐參考。(姚媛)


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