鄭煤集團探索安全高效開(kāi)采方式紀實(shí)

　　在國內煤礦開(kāi)采中，“三軟”（底板、煤層、頂板松軟）煤層的開(kāi)采一直是個(gè)重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”煤層的典型礦區，構造形態(tài)特殊、地質(zhì)及水文條件復雜、煤層變化大、瓦斯含量高，安全生產(chǎn)受到嚴重制約。

 

　　7月25日下午3時(shí)，鄭州煤炭工業(yè)集團白坪煤業(yè)公司13091綜采工作面一片靜寂。

跟班隊長(cháng)張力友確認安全后，命令開(kāi)機，一聲令下，龐大的綜采機運轉起來(lái)，烏金瀑布似的從低位窗口傾瀉而下。張隊長(cháng)指著(zhù)嘩嘩的煤流，大聲告訴記者：“以前，我們采用中位放頂煤技術(shù)，每班需要50多人，月產(chǎn)量只有10萬(wàn)噸。如今上了低位放頂煤技術(shù)后，每班減少到30多人，月產(chǎn)量卻提高到20萬(wàn)噸以上。”

低位放頂煤技術(shù)，顧名思義就是放煤口靠近煤層底板的一種綜合開(kāi)采方式。它的優(yōu)勢是安全性能好、用人少、推進(jìn)速度快、煤炭回收率高。“低位放頂煤工藝的推廣運用，對鄭煤集團探索安全高效開(kāi)采具有里程碑意義。”曾多次參與鄭煤集團低位放頂煤支架設計的國內知名綜采支架專(zhuān)家曹樹(shù)祥說(shuō)。

技術(shù)要求高 單產(chǎn)上不去

在國內煤礦開(kāi)采中，“三軟”（底板、煤層、頂板松軟）煤層的開(kāi)采一直是個(gè)重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”煤層的典型礦區，構造形態(tài)特殊、地質(zhì)及水文條件復雜、煤層變化大、瓦斯含量高，安全生產(chǎn)受到嚴重制約。

過(guò)去，由于是分層開(kāi)采，且地質(zhì)條件復雜，工作面片幫、冒頂頻繁，綜采機在推進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常出現扎底，走不動(dòng)，一個(gè)綜采隊月產(chǎn)只有2萬(wàn)噸左右，綜合機械化長(cháng)期不能發(fā)揮作用。

單產(chǎn)上不去的主要原因是“三軟”煤層開(kāi)采對技術(shù)條件要求較高，采用分層開(kāi)采不可能大幅度提高工作面的單產(chǎn)水平，因此必須在采煤方法上尋求突破，推廣放頂煤開(kāi)采技術(shù)，也就是中位放頂煤技術(shù)。

1988年，鄭煤集團在米村礦試用綜合機械化放頂煤開(kāi)采工藝。后又與中國礦業(yè)大學(xué)合作，承擔了省重點(diǎn)攻關(guān)項目《河南省不穩定難采煤層的開(kāi)采技術(shù)——米村礦“三軟”不穩定厚煤層綜采放頂煤技術(shù)》的研究，取得突破性進(jìn)展。

該項目的完成使綜采放頂煤工作面單產(chǎn)由每月2萬(wàn)噸提高到每月5.8萬(wàn)噸，實(shí)現了單產(chǎn)翻番。初戰告捷，鄭煤集團繼續進(jìn)行高產(chǎn)高效礦井建設技術(shù)的全面試驗研究，在核心關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破。特別是工程技術(shù)人員發(fā)明的“懸掛式提底座快速移架裝置”，使綜采放頂煤工作面最高單產(chǎn)提高到每月17萬(wàn)噸，是鄭煤集團“三軟”綜放開(kāi)采的第一次革命。

但是，隨著(zhù)礦井進(jìn)入深部開(kāi)采，加之中位放頂煤技術(shù)受架型限制，結構性缺陷逐漸暴露。一是后部空間狹小，容易積煤導致側翻，需人為翻入后部清煤，工人勞動(dòng)強度大，而且不安全；二是經(jīng)常出現片幫現象，需要人在煤壁支護；三是支架底座前端壓力大，前底座容易扎底；四是放煤期間存在脊背損失，窗口以下的煤難以回收，回收率只有84%。

鄭煤人經(jīng)過(guò)多年探索認為，中位放頂煤技術(shù)已不能滿(mǎn)足建設安全高效礦井的需要，必須進(jìn)一步改革開(kāi)采工藝，才能大幅度提高煤炭產(chǎn)量，保障安全生產(chǎn)。

白坪煤業(yè)公司的嘗試

去年初，鄭煤集團總經(jīng)理張明劍提出，要按照多上設備少上人的原則，強力推行低位放頂煤技術(shù)。他先后組織人員進(jìn)行實(shí)地考察，認為低位放頂煤技術(shù)比較適合該集團的“三軟”不穩定煤層。

隨后，鄭煤集團組織工程技術(shù)人員與知名專(zhuān)家合作，針對中位放頂煤技術(shù)的弊端進(jìn)行攻關(guān)。把支架放煤口下移1米，提高了回收率，而且支架控頂距大，直接頂跨落時(shí)對煤壁的破壞小，對煤壁的保護能力大大提升，避免了片幫現象的發(fā)生。在支架的伸縮頂梁千斤頂、拉后部運輸機千斤頂與推移千斤頂液壓管路中間增設雙控液壓?jiǎn)蜗蜷y。在操作拉架時(shí)，伸縮梁千斤頂會(huì )收縮，拉后部千斤頂會(huì )伸出，減少了支架操作步驟，避免了錯誤操作。在支架立柱中間設置行人通道，保證了工人操作安全。

在攻關(guān)過(guò)程中，綜采支架專(zhuān)家曹樹(shù)祥對鄭煤集團白坪煤業(yè)公司進(jìn)行了實(shí)地考察，結合鄭煤集團“三軟”煤層綜放開(kāi)采技術(shù)的成功經(jīng)驗，設計出低位放頂煤技術(shù)方案。鄭煤集團萬(wàn)合公司根據圖紙加工出低位放頂煤綜采支架，并于今年5月在白坪煤業(yè)公司13091綜采工作面進(jìn)行了試驗。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的調試，取得了良好的效果。

低位放頂煤技術(shù)在白坪煤業(yè)公司的試驗成功，極大鼓舞了鄭煤集團工程技術(shù)人員的信心，標志著(zhù)該集團在高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采方面又上了一個(gè)新臺階：一是安全性高，支撐力強，能夠有效減少頂板位移量，方便端頭維護；二是操作方便，低位放頂煤支架不需要落后部，減少了生產(chǎn)工序，減輕了工人勞動(dòng)強度；三是低位放頂煤支架工作阻力大，放煤口靠后，煤炭回收率能提高到95%以上；四是支架前后部運輸能力強，提高了工作面推進(jìn)速度和生產(chǎn)效率。

“低位放頂煤是鄭煤集團開(kāi)采技術(shù)的第二次革命，它把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，實(shí)現了多上設備少上人的目標。我們要把白坪的經(jīng)驗拿到鄭煤集團骨干礦井推廣，做到遍地開(kāi)花，最大限度地提高煤炭產(chǎn)量，減少人員投入，提高人均工效，保障安全生產(chǎn)。”鄭煤集團董事長(cháng)孟中澤說(shuō)。