鄭煤集團探索安全高效開采方式紀實

　　在國內(nèi)煤礦開采中，“三軟”（底板、煤層、頂板松軟）煤層的開采一直是個重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”煤層的典型礦區(qū)，構(gòu)造形態(tài)特殊、地質(zhì)及水文條件復(fù)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，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。

跟班隊長張力友確認安全后，命令開機，一聲令下，龐大的綜采機運轉(zhuǎn)起來，烏金瀑布似的從低位窗口傾瀉而下。張隊長指著嘩嘩的煤流，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采方式。它的優(yōu)勢是安全性能好、用人少、推進速度快、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(shè)計的國內(nèi)知名綜采支架專家曹樹祥說。

技術(shù)要求高 單產(chǎn)上不去

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

過去，由于是分層開采，且地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面片幫、冒頂頻繁，綜采機在推進過程中經(jīng)常出現(xiàn)扎底，走不動，一個綜采隊月產(chǎn)只有2萬噸左右，綜合機械化長期不能發(fā)揮作用。

單產(chǎn)上不去的主要原因是“三軟”煤層開采對技術(shù)條件要求較高，采用分層開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采工藝。后又與中國礦業(yè)大學(xué)合作，承擔(dān)了省重點攻關(guān)項目《河南省不穩(wěn)定難采煤層的開采技術(shù)——米村礦“三軟”不穩(wěn)定厚煤層綜采放頂煤技術(shù)》的研究，取得突破性進展。

該項目的完成使綜采放頂煤工作面單產(chǎn)由每月2萬噸提高到每月5.8萬噸，實現(xiàn)了單產(chǎn)翻番。初戰(zhàn)告捷，鄭煤集團繼續(xù)進行高產(chǎn)高效礦井建設(shè)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17萬噸，是鄭煤集團“三軟”綜放開采的第一次革命。

但是，隨著礦井進入深部開采，加之中位放頂煤技術(shù)受架型限制，結(jié)構(gòu)性缺陷逐漸暴露。一是后部空間狹小，容易積煤導(dǎo)致側(cè)翻，需人為翻入后部清煤，工人勞動強度大，而且不安全；二是經(jīng)常出現(xiàn)片幫現(xiàn)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)過多年探索認為，中位放頂煤技術(shù)已不能滿足建設(shè)安全高效礦井的需要，必須進一步改革開采工藝，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(shè)備少上人的原則，強力推行低位放頂煤技術(shù)。他先后組織人員進行實地考察，認為低位放頂煤技術(shù)比較適合該集團的“三軟”不穩(wěn)定煤層。

隨后，鄭煤集團組織工程技術(shù)人員與知名專家合作，針對中位放頂煤技術(shù)的弊端進行攻關(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(xiàn)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(shè)雙控液壓單向閥。在操作拉架時，伸縮梁千斤頂會收縮，拉后部千斤頂會伸出，減少了支架操作步驟，避免了錯誤操作。在支架立柱中間設(shè)置行人通道，保證了工人操作安全。

在攻關(guān)過程中，綜采支架專家曹樹祥對鄭煤集團白坪煤業(yè)公司進行了實地考察，結(jié)合鄭煤集團“三軟”煤層綜放開采技術(shù)的成功經(jīng)驗，設(shè)計出低位放頂煤技術(shù)方案。鄭煤集團萬合公司根據(jù)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綜采工作面進行了試驗。經(jīng)過兩個多月的調(diào)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，標志著該集團在高產(chǎn)高效礦井開采方面又上了一個新臺階：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，提高了工作面推進速度和生產(chǎn)效率。

“低位放頂煤是鄭煤集團開采技術(shù)的第二次革命，它把工人從繁重的體力勞動中解放出來，實現(xiàn)了多上設(shè)備少上人的目標。我們要把白坪的經(jīng)驗?zāi)玫洁嵜杭瘓F骨干礦井推廣，做到遍地開花，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)。”鄭煤集團董事長孟中澤說。