7月25日下午3點,鄭煤集團白坪煤業公司589米深的13091綜采工作面一片靜寂。
跟班隊長張力友經過安全確認后,命令:“開機!”隨著指令的發出,龐大的綜采機運轉起來,黑色的烏金瀑布似地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,我們實行中位放頂煤技術,每班需要50多人,月產量只有10萬噸。我們現在上了低位放頂煤技術后,每班減少到30多人,月產量卻提高到20萬噸以上。”
低位放頂煤工藝,顧名思義就是放煤口靠近煤層底板的一種綜采開采方式。它的優勢是安全性能好、用人少、推進速度快、煤炭回收率高。曾多次參與鄭煤低位放頂煤支架設計,國內知名的綜采支架專家曹樹祥說:“低位放頂煤工藝的推廣運用,使鄭煤集團在探索高產高效方面具有了里程碑式的意義。”
苦苦探索,尋找“三軟”煤層開采的最佳方法
在國內煤礦開采中,“三軟”煤層的開采一直是個重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”(底板、煤層、頂板松軟)煤層的典型礦區,構造形態特殊、地質及水文條件復雜、煤層變化大、瓦斯含量高,嚴重制約著安全生產。1987年,原煤炭部分配給鄭煤集團一套波蘭產的綜采設備,首先在王莊礦投入使用。由于采用的是分層開采,且地質條件復雜,工作面片幫、冒頂十分頻繁。綜采機在推進過程中,經常出現扎底,走不動,真像是泥牛掉到水井里,有勁使不上。當時,一個綜采隊月產只有2萬噸左右。成本居高不下,單產和效率一直停滯在極低的水平上,綜合機械化效能長期得不到充分發揮。
怎么辦?他們分析,單產上不去的主要問題是“三軟”煤層的復雜開采技術條件下,采用分層開采不可能大幅度提高工作面單產水平,必須在采煤方法上尋求突破,推廣放頂煤開采技術,也就是中位放頂煤技術。
1988年,鄭煤集團在米村礦試驗采用綜合機械化放頂煤開采工藝。后又與中國礦業大學合作,承擔了省重點攻關項目《河南省不穩定難采煤層的開采技術——米村礦“三軟”不穩定厚煤層綜采放頂煤技術》課題的研究,并于當年取得突破性進展。該項目的完成使綜采放頂煤工作面單產由2萬噸/月/個左右提高到5.8萬噸/月/個,實現了單產翻番。初戰告捷,他們并沒有止步,繼續進行高產高效礦井建設技術的全面試驗研究,并且在主要核心技術和關鍵技術均有重大突破。特別是工程技術人員發明的“懸掛式提底座快速移架裝置”,在快速移架技術方面取得了重大突破,使綜采放頂煤工作面最高月產提高到了17萬噸/月/個,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,地質條件更加惡化,加之中位放頂煤技術受架型限制,逐漸暴露出結構性缺陷。一是后部空間狹小,容易積煤導致側翻,每班需6—8人翻入后部清煤,工人勞動強度大,不安全;二是經常出現片幫現象,每班需要6人在煤墻支護;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,窗口以下煤難以回收,回收率只有84%。鄭煤人經過多年探索認為,依靠中位放頂煤技術已不能滿足高產高效礦井的需要,必須進一步改革開采工藝,才能大幅度提高煤炭產量,保障安全生產。
量身定做,上馬低位放頂煤技術
去年初,鄭煤集團總經理張明劍提出,要按照多上設備少上人的原則,強力推行低位放頂煤技術。他們先后組織人員到附近的王行莊礦,安徽淮北、陜西韓城等局進行實地考察,認為低位放頂煤技術比較適合鄭煤的“三軟”不穩定煤層。隨后,組織工程技術人員與知名專家合作,針對中位放頂煤技術的弊端進行攻關。一是把支架放煤口下移1米,這樣大大提高了回收率,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增強,減少了片幫現象的發生。二是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與誤操作。三是在支架立柱中間設置行人通道,行人和支架操作時都在立柱中間操作,這樣方便安全。
在攻關過程中,聘請綜采支架專家曹樹祥到鄭煤集團白坪煤業公司實地考察,融入鄭煤“三軟”煤層綜放開采技術的成功經驗,針對鄭煤集團的“三軟”煤層設計出了低位放頂煤技術方案。鄭煤集團萬合公司根據圖紙加工出了107架低位放頂煤綜采支架。今年5月份在白坪煤業公司13091綜采工作面開始試驗。經過兩個多月的調試,取得了良好的效果。鄭煤人終于找到了適合于“三軟”煤層條件下的最佳開采方式。
要讓低位放頂煤技術在鄭煤開花結果
低位放頂煤技術在白坪煤業的試驗成功,極大地鼓舞了鄭煤集團工程技術人員的信心,使鄭煤集團在高產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,煤墻易于管理,從而提高了工作面推進速度,提高了生產效率。”
鄭煤集團公司董事長孟中澤說:“低位放頂煤是鄭煤集團開采技術的第二次革命,它把工人從繁重的體力勞動中解脫出來。實現了多上設備少上人的目標。我們要把白坪的經驗在鄭煤集團骨干礦井推廣,做到遍地開花,最大限度地提高煤炭產量,減少人員投入,提高人均工效,保障安全生產。”
責任編輯: 張磊