冀中能源峰峰集团薛村矿瞄准“国内第一、世界一流”,探索远程自动化操作,推行无人开采技术,让极难开采的薄煤“颗粒归仓”,变废为宝,成为“真金”。
薛村矿1959年投产,目前矿井主采煤层为5.5米厚的2#煤层,配采煤层为1.3米厚以下的4#煤层,薄煤层产能丰富。建井时间久,开采时间长,煤炭资源近乎枯竭,只有残存的呆滞压煤,薄煤层占到1/3,全国第一批挂牌的45对高突矿井……这一切都是困扰他们发展的“藩篱”。双向大倾角开采、无尘化矿井创建、大煤柱工作面90度旋转连采、薄煤层远程控制无人开采……这一切又是他们引以为豪的“战绩”。
2012年1月,只有130cm高的94702薄煤综采工作面传来喜讯,该矿薄煤综采无人值守远程自动化开采技术成功推广应用。该面以月产原煤117280.8吨,月推进度358米,日最高推进度13.5米,最高日产4422.6吨,一举打破全国薄煤开采纪录。
94702工作面位于该矿七盘区上部,工作面走向长度890米,倾斜长度140米(平均),煤层厚度为1.2-1.4 米,平均1.3米,工业储量291564吨,可采储量282817.08吨,煤层倾角0°~30°,平均15°。无异于在“孤岛”中进取,“虎口”中“拔牙”。
其实,早在2010年以前的生产过程中,该矿就开始了探索薄煤开采新工艺,在931302一座煤工作面成功使用ZY3300/07/13D型掩护式液压支架,拉开了薄煤开采从高档普采向综采过渡的序幕。
2011年10月份,一个早碰头会上,矿长安建华的一句话震惊了在场的所有人:“必须上一套薄煤综采远程自动化操作系统,早日实现无人开采。”因为这个设想一旦成行,他们即将告别像耗子一样窝在一米左右高的巷道内挖煤的日子。
科技是第一生产力。领导班子说干就干,很快解决了三机配套,另一个关键技术就是远程操控。为达到远程操控的目的,该矿采用先进的数字化控制技术,建立了薄煤综采工作面远程监控系统平台。具体生产时,职工可在远离工作面几百米外的自动化操作室,通过操作由电液控主机、数据集成主机、自动化视频主机和采煤机远程控制主机组成的自动化远程操作系统,完成一系列生产流程,实现无人化开采。
据技术科科长王立伟介绍,这套“智能”装备系统包括采煤机控制系统、电液控制系统、视频控制系统等五大控制系统,关键环节是采煤机远程自动化和智能跟机自动化。
采煤机远程自动化,系统会根据工作面顶板完整、煤层稳定、采高变化不大的有利地质条件,生产过程中,充分发挥自动化设备人工远程控制和准确采集数据进行“记忆截割”两大优势。同时,该系统还可实现跟机自动化,即采煤机割过煤后,液压支架实现自动跟机移架。采煤机机身上安装了红外线发射器,液压支架每架上安装了红外线接收器,如果设定跟机移架的架数是5架,自动顶溜的架数是5架,当采煤机自机头端向机尾端上行割煤时,通过红外线传输,系统运作,移架和顶溜动作也会依次类推完成。
由于整个数字化控制技术包括控制环节多、线路系统错综复杂,该矿特意邀请生产厂家现场指导安装,并打破工作面由安装队安装、采煤队使用的常规,责令负责回采94702工作面的二采区职工自己安装工作面,从而保证了安装质量和设备操控。
探索中前行,必定困难重重。他们在探索中实践,在实践中破解各种瓶颈、难题。2012年元月份,该矿抛出了远程操作、无人开采这把“小李飞刀”,在94702薄煤综采工作面打响了“骨缝剔肉”的第一枪。
只见采煤设备安装在只有一个桌子高的极薄煤层中,工作面看不到一个采煤工人,工作面采煤机缓缓的上下运行割煤,采煤支架自如的移架,顶溜,而采煤司机却在260m以外的自动化操作室,通过安装在工作面的视频监控现场,并通过各类按钮掌控着生产状况。
“不见矿工身和影,只见煤炭滚滚来”,至此,该矿实现了薄煤开采工艺质的飞跃,完成了几代煤矿人的梦想,开创了全国、乃至全世界薄煤综采无人值守远程自动化开采的先河。
薛村矿无人值守远程自动化开采,历经风雨见彩虹,依托新科技,让53年的老矿井焕发了新颜,不仅资源回收率由68%提高到98%,解放出500多万吨煤炭,直接延长5年矿井服务年限,同时还消除了瓦斯突出危险。无人工作面的实施,使该矿薄煤工作面在册人数由原来的185人减少到117人,节省人工70余人,一年节省工资开销476万。月进度由高档普采时的90米提高到现在的358米,单进净增268米。
薄煤无人开采技术,为集团公司各矿井以及其他单位解放薄煤层,实现远程开采提供了有效的技术指导和经验参考。薄煤“拓荒”,夹缝腾跃,薄煤无人开采让薄煤层“食之无味”变得有滋有味,再次让老矿井化茧成蝶,迎来了春天。
(张国伟 沙秋安 刘治军)