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【山东能源报】智擒大倾角“拦路虎”——新矿内蒙古能源开采复杂地质煤层出“妙招”

作者: 徐进 石安东 杜江涛   发布日期: 2024年03月12日   来源: 山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司

“这是什么工作面,这么陡,就像是在爬山。”笔者抓着扶手小心攀登。
“这就是大倾角采煤工作面,切眼倾角达到了45°。”陪同采风的长城一矿生产班班长郭洪新介绍说,1 5 0架液压支架、450阶台阶,从溜头到溜尾走一趟相当于爬一座30层左右的高楼。
笔者实地探访的就是新矿内蒙古能源长城一矿4103大倾角综采工作面,其开采煤层倾角36°~ 39°,平均倾角 37°,工作面机头和机尾的上下落差达到了160m,属于典型的“大倾角”工作面。开采之初就面临支架歪斜、采煤机割煤困难、刮板运输机下滑、矸石和煤块滚落等一系列“拦路虎”。
“这是新矿内蒙古能源长城系列矿井普遍面临的难题。大部分采煤工作面都是大倾角,特殊的地质条件使回采难度远远大于近水平煤层工作面,给采煤工艺选择、顶板管控、安全管理带来了极大挑战,‘大倾角’工作面回采效率普遍较低。”谈及初采吃尽的“苦头”,新矿内蒙古能源总工程师任勇杰记忆犹新。接近40°的倾角,人在工作面上不抓扶手都站不稳,在这样的情况下操作采煤机、支架拉架更是困难重重,最难的时候4103工作面一个圆班出不了一刀煤。
“明知山有虎,偏向虎山行”,针对以上问题,新矿内蒙古能源迅速成立“大倾角”采煤技术攻关小组,围绕如何保证回采过程中人员、设备安全,如何提高采煤效率开展课题攻关。
经过反复论证与实践,新矿内蒙古能源大倾角高效采煤的路径逐渐清晰。在生产工艺上,他们采用溜尾超前溜头的伪倾斜开采方式,每推进一排机头,就测量一次进尺,并根据刮板运输机上窜下滑情况及时调整支架状态和推溜方式。“我们分段设定标准架,找准调刀点、拉架点、推溜点,保持割煤移溜同向进行,消除工作面应力集中点,确保工作面始终保持‘三直两平’。”郭洪新介绍说。拉移液压支架时,验收员严格把关,现场督促支架工控制好支架倾角,使用底调千斤顶和侧护板进行调整,工作面工程质量得到了有效保证。同时,工作面采用挡矸网和挡矸皮子,防止矸石滚落伤人,保证了安全生产。
在设备管理上,该公司要求大倾角工作面端头支架配齐防倒防滑设施,每隔10架在支架底座和溜槽之间打防滑千斤顶……一系列硬核举措有效控制住了设备下滑趋势,几十吨的综采设备既“斜”立在工作面上,又实现“稳”步运行。同时,长城一矿首次采用支架中心距的精准控制技术,结合红外线定位、采煤机速度软件算法定位,保障工艺段准确执行,有效防止了挤架及工作面刮板运输机起拱现象。支架传感器每0 . 3S巡检一遍,以移架速度控制降柱及收侧护板,既满足移架速度要求,又实现带压移架。
“针对大倾角工作面实际,我们先后实施了推移千斤顶倒装、底座箱增加限位块等6项创新改造,完成了煤机液压闸二级防护、防跑机装置等4项适应性改进,实现机械设备‘倾’而不倒、高效运转。”长城一矿采煤工区区长张乾波介绍。他们还调研应用端头支架、超前支架等装备,解决了工作面两端头和超前段效率制约因素,大幅提升了回采效率,大倾角采煤创出日产6000吨以上的好水平。
长城一矿还实现了视频摄像头云台控制、接口传输、自动跟机、红外补光及自清洁功能,实现地面动态清晰观察工作面设备运行状态,通过地面和现场直播通话,“零距离”操控设备运行,实现井下综采设备地面“一键启动”。
“我们依托智能装备升级,实现支架远距离操作、成组拉架,完成转载机司机、运输机司机岗位合一,每班共计减少岗位工6人,单班生产人员不超10人,大倾角工作面单产创出新高。”长城一矿机电班班长张龙说道,智能化运行、信息化覆盖的管理模式推动矿井减人提效,安全高效释放产能。
“逢山开路,遇水搭桥”,新矿内蒙古能源以勇于创新、迎难而上的魄力成功攻克了大倾角采煤难题,智擒阻碍产能高效释放的“拦路虎”,总结形成了独有的“大倾角”工作面回采模式,长城一矿创建的“大倾角智能化综采技术研究开发中心”被内蒙古自治区认定为省级研发中心,为相同地质条件下矿井安全高效开采提供了经验遵循。