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革故鼎新 榆北首创——“一面一人千万吨”450米高度智能化超长综采工作面成功记
发布时间:2022-01-21 17:37:36     作者:   浏览量:1047   分享到:

数九寒冬,毛乌素沙漠的风,凛冽地刮着,寒意让人们裹上了厚厚的冬衣。在经历了连续三个多月井下工业性试验的小保当二号煤矿2米采高450米长高度智能化超长综采工作面,以日产突破4万吨,单月产量稳定在90万吨的优秀业绩,让这个寒冷的冬天孕育着下一个春天的生机。

该高度智能化超长综采工作面工业性试验的成功,必将为2米以下煤层开采蹚出一条新路,也必将为中国煤炭行业实现一面一人千万吨提供榆北方案。

然而,正如古人所言,看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛。陕煤榆北煤业在探索450米高度智能化超长综采工作面技术应用的征程上,怎样的情怀与站位就会撑起怎样的未来与格局。


(榆北小保当公司智慧矿区一角)

源起:扭亏为盈的初心

陕煤榆北小保当二号矿井井田面积93.2平方公里,可采储量7.82亿吨,设计生产能力为1300万吨/年,受生态红线影响,目前矿井仅能开采2米左右的2-2煤层,如果按照陕北同等地质条件布置300米的工作面,矿井年产能超不过600万吨,面临投产即亏损的问题。在这样的情况下,选择什么样的开采方式,成为困扰矿井达产达效的关键难题。

带着这一问题,榆北煤业调整思路,将答案的寻求方向瞄准到了国内外已有的技术和研究方向,广泛调研了解中厚煤层高效开采的可行性技术。

2020年年初,一次偶然的机会,时任榆北煤业公司总经理石增武获知,在国外,采高在2米以下、倾向长度400米左右的采煤工作面,产能已突破了千万吨。

基于国外这一开采技术,榆北煤业果断行动,在陕西煤业总经理王世斌牵头组织下,组成了项目考察团,远赴美国,调研了久益公司矿井综采自动化设备及其控制系统,深入煤矿与技术人员进行了交流和沟通。

经历了一周的调研与走访,一直在雾里看花的榆北人,找到了行动目标。


450米高度智能化超长工作面地面联合试运转)

笃行:站在行业的高度谋划

放眼世界的范围找寻答案后,榆北煤业高度智能化超长工作面落子的每一步,莫不着眼于行业乃至全国这个大棋局之上。

在国外,虽然美国久益公司已经形成了规模化、专业化的综采自动化装备及技术体系,实现了煤炭的高效生产,然而在国内还没有任何一家煤炭企业在2米以下煤层开发领域实现长度450米超长工作面的智能化开采,在设备选型、配套、安装等方面也没有成熟的技术和经验可供借鉴。同时,摆在榆北人面前最关键的还有要面对各种不同的声音。

有人说,选择一条没有人走过的路,会不会搬起石头砸自己的脚

也有人说,面对难题,要有蚂蚁啃骨头的韧劲,逐项攻破,总能看到转机。

船重千钧,掌舵一人。越是关键时刻,越能彰显领导干部的带头作用。为了推进课题项目有序推进,榆北煤业成立了由石增武为组长的小保当二号煤矿2-2煤超长工作面开采成套关键技术与装备研发课题组,初步方案为成套引进进口装备,经过多方论证,最终确定采煤机、小三机选用进口设备,支架选用国产装备的实施方案。

犹记得,每一个日出东方的清晨,课题组彻夜讨论围在图纸前的争吵,每一个夕阳西下的傍晚办公桌旁凉透的工作餐,每一个月光洒下的深夜此起彼伏的鼠标、键盘声。

犹记得,超长工作面矿压显现的规律还未掌握,顶板难以控制,课题组自主创新,对支架进行适应性改造,形成稳定的钢铁长城

犹记得,煤层厚度薄、产量要求高,课题组提出端部留三角煤双向高速割煤工艺,为日产突破4万吨奠定了基础。

犹记得,工作面高速推进,常规供液方式无法满足要求,研发了组合式高效供液系统,实现采煤机15-18/分钟常态化割煤。

纵横交错的布置草稿图,成沓的方案汇报稿,让这样一件庞大工程的工作逐渐从梦想变为现实,也让榆北人距离一面一人年产千万吨目标越来越近。


450米高度智能化超长工作面)

深耕:蹚出了一条新路

技术创新的过程如同人一样,不经历风雨,怎能见彩虹。

回望450米高度智能化超长综采工作面技术研究与应用的路线图,技术难题和管理问题星罗棋布,从引进国外装备到装备国产化,对于立志要开创行业技术先河的榆北人来说,在国外既有的智能制造路径之外,探索出更接地气的高度智能化创新之路才是他们的最终目标。

时针拨回到20219月,在小保当二号煤矿132202工作面,只见采煤机发出巨大的轰鸣声,凿破浑沌,开拓乌金,煤层在巨大滚筒的切割下轰然掉落,滚滚乌金涌入皮带,速度和产量无不展现这个钢铁战士的战斗力。

谁能想到,装备刚入井服役的时候经历了哪些水土不服

要让采煤机、支架、运输机、泵站等结构复杂、数量众多的设备有条不紊地联动,还要实现视频、语音、通信的全覆盖,智能化控制系统的高度集成和常态化运行,过程着实不易。对于这项工作的技术负责人丁彦雄来说,即使有着十几年的开采经验,450米超长工作面的智能化开采依然是个颠覆性的难题。

传统工作面只有一百六七十个支架,而450米高度智能化超长综采工作面,数量增加到了224个。这不仅仅是简单数量的增加,对其他配套设备的要求却是几何倍数级的增长。

最考验刮板运输机的链条适应性,像链子一松的话,容易绊着链轮,就会出现卡链、断链现象。链子能不能拉得动、链轮会受到多大磨损等,我们都比较担心。小保当公司二号煤矿综采一队队长刘随强说,相对300米左右的工作面,多出的150米直接拉高了对设备的考验程度,给驱动、支护、顶板管理等带来了很多的考验。

设备刚开始调试时,由于进口运输机电机水土不服,接连出现故障,影响正常调试,榆北煤业经过反复调研论证,采用电机国产化替代方案,经过试运行,效果良好。

刘随强所带领的综采队是一支全新的队伍,有20多名硕士研究生,伴随着逐渐克服设备水土不服、适应新工艺的过程,他们之间的默契度也在增加。450米高度智能化超长综采工作面以每分钟15-18米的速度实现了高效截割,三角煤截割也实现了智能化,单班7人作业已成常态。

工作中,他们还及时总结经验,拉移支架时,前梁容易栽头,距离电缆牛头和前后滚筒不能太近;支架推移单向阀里的弹簧损坏造成支架串液,必须及时更换……”这些朴素的工作经验,让他们在磨人的煎熬中,实现了从追赶者领跑者的跨越。


(员工在集控室操作450米超长智能综采工作面开采运行)

情怀:从行业中来到行业中去

致广大而尽精微。450米高度智能化超长综采工作面的探索与实践,广泛吸收了来自行业的迫切需求,且通过榆北人的自主开发与应用,为我国2米以下煤层开采创新了一种思路、蹚出了一条路子、提供了一套方案、开创了一项先河。

一个高度智能化的综采工作面,仅需1人操作管理,就能实现年产千万吨的目标。石增武介绍道,450米高度智能化超长综采工作面,既是榆北人着眼现实的深刻总结,更赋予它面向未来的宽广情怀。

——产生的经济效益可观。截至目前,450米高智能化超长综采工作面实现单班7人的少人化开采和常态化运行,使榆北小保当二号煤矿由预算亏损4个亿,实现盈利3亿元的目标。

——产生的示范效应明显。2米煤层千万吨产能的实现,为榆北煤业尔林兔三对矿井设计产能提升到1500万吨提供了技术支撑。同时也为陕煤集团2米左右煤层开采提供了新思路,为行业中厚煤层矿井产能设计及配套装备研制提供榆北方案,更为我国中厚煤层的开采开辟出一条可以借鉴,可以复制的创新之路。

——降低了万吨掘进率,回收率得到提升。以同等赋存条件下正常150米的工作面长度为例,工作面长度增加到450米后,可减少4条巷道的掘进量,减少了煤柱损失,提高了煤炭资源的回收率。

回首一路走来的发展历程,从意念初起的有所耳闻,到远赴国外的精心求证,再到坚定引入,迈向一面一人年产千万吨目标,很多参与者坦言体会到了作为首创者的孤独和艰辛,但更多的是领略到了会当凌绝顶的宏大梦想和喜悦,因为对榆北人而言,这既是一次迎难而上的跋涉,更是一次行业革故鼎新的起跑,也印刻下了骨子里永不懈怠的执着韧劲。

20211230日,中国煤炭工业协会组织,中国工程院院士王双明、王国法等7位专家组成鉴定委员会,对小保当二号煤矿450米高度智能化超长工作面关键技术及成套装备进行评议和鉴定,专家组一致认为:项目成果达到国际领先水平,建议进一步推广应用。

至此,榆北人靠着敢为人先的气概为我国中厚煤层高度智能开采蹚出了一条成功路径,填补了国内2米以下中厚煤层高度智能化开采的技术空白,提供了理论支撑和实践参考。(姚媛)


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