榆北首創:“一面一人千萬噸”
——陜煤集團榆北煤業公司450米高度智能化超長綜采工作面成功記
數九寒冬,毛烏素沙漠的風,凜冽地刮著,寒意讓人們裹上了厚厚的冬衣。在經歷了連續三個多月井下工業性試驗的小保當二號煤礦2米采高450米長高度智能化超長綜采工作面,以日產突破4萬噸,單月產量穩定在90萬噸的優秀“業績”,讓這個寒冷的冬天孕育著下一個春天的生機。
該高度智能化超長綜采工作面工業性試驗的成功,必將為2米以下煤層開采蹚出一條新路,也必將為中國煤炭行業實現“一面一人千萬噸”提供榆北方案。
然而,正如古人所言,看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。陜煤榆北煤業在探索450米高度智能化超長綜采工作面技術應用的征程上,怎樣的情懷與站位就會撐起怎樣的未來與格局。
榆北小保當公司智慧礦區一角
源起:“扭虧為盈”的初心
陜煤榆北小保當二號礦井井田面積93.2平方公里,可采儲量7.82億噸,設計生產能力為1300萬噸/年,受生態紅線影響,目前礦井僅能開采2米左右的2-2煤層,如果按照陜北同等地質條件布置300米的工作面,礦井年產能超不過600萬噸,面臨“投產即虧損”的問題。在這樣的情況下,選擇什么樣的開采方式,成為困擾礦井達產達效的關鍵難題。
帶著這一問題,榆北煤業調整思路,將答案的尋求方向瞄準到了國內外已有的技術和研究方向,廣泛調研了解中厚煤層高效開采的可行性技術。
2020年年初,一次偶然的機會,時任榆北煤業公司總經理石增武獲知,在國外,采高在2米以下、傾向長度400米左右的采煤工作面,產能已突破了千萬噸。
經歷了一周的調研與走訪,一直在“霧里看花”的榆北人,找到了行動目標。
450米高度智能化超長工作面地面聯合試運轉
篤行:站在行業的高度謀劃
有人說,選擇一條沒有人走過的路,會不會“搬起石頭砸自己的腳”。
也有人說,面對難題,要有螞蟻啃骨頭的韌勁,逐項攻破,總能看到轉機。
船重千鈞,掌舵一人。越是關鍵時刻,越能彰顯領導干部的帶頭作用。為了推進課題項目有序推進,榆北煤業成立了由石增武為組長的“小保當二號煤礦2-2煤超長工作面開采成套關鍵技術與裝備研發”課題組,初步方案為成套引進進口裝備,經過多方論證,最終確定采煤機、“小三機”選用進口設備,支架選用國產裝備的實施方案。
猶記得,每一個日出東方的清晨,課題組徹夜討論圍在圖紙前的“爭吵”,每一個夕陽西下的傍晚辦公桌旁涼透的工作餐,每一個月光灑下的深夜此起彼伏的鼠標、鍵盤聲。
猶記得,超長工作面礦壓顯現的規律還未掌握,頂板難以控制,課題組自主創新,對支架進行適應性改造,形成穩定的“鋼鐵長城”。
猶記得,煤層厚度薄、產量要求高,課題組提出端部留三角煤雙向高速割煤工藝,為日產突破4萬噸奠定了基礎。
猶記得,工作面高速推進,常規供液方式無法滿足要求,研發了組合式高效供液系統,實現采煤機15-18米/分鐘常態化割煤。
縱橫交錯的布置草稿圖,成沓的方案匯報稿,讓這樣一件龐大工程的工作逐漸從夢想變為現實,也讓榆北人距離“一面一人年產千萬噸”目標越來越近。
450米高度智能化超長工作面
深耕:蹚出了一條新路
技術創新的過程如同人一樣,不經歷風雨,怎能見彩虹。
回望450米高度智能化超長綜采工作面技術研究與應用的路線圖,技術難題和管理問題星羅棋布,從引進國外裝備到裝備國產化,對于立志要開創行業技術先河的榆北人來說,在國外既有的智能制造路徑之外,探索出更接地氣的高度智能化創新之路才是他們的最終目標。
時針撥回到2021年9月,在小保當二號煤礦132202工作面,只見采煤機發出巨大的轟鳴聲,“鑿破渾沌,開拓烏金”,煤層在巨大滾筒的切割下轟然掉落,滾滾“烏金”涌入皮帶,速度和產量無不展現這個“鋼鐵戰士”的戰斗力。
誰能想到,裝備剛入井“服役”的時候經歷了哪些“水土不服”。
要讓采煤機、支架、運輸機、泵站等結構復雜、數量眾多的設備有條不紊地聯動,還要實現視頻、語音、通信的全覆蓋,智能化控制系統的高度集成和常態化運行,過程著實不易。對于這項工作的技術負責人丁彥雄來說,即使有著十幾年的開采經驗,450米超長工作面的智能化開采依然是個顛覆性的難題。
傳統工作面只有一百六七十個支架,而450米高度智能化超長綜采工作面,數量增加到了224個。這不僅僅是簡單數量的增加,對其他配套設備的要求卻是幾何倍數級的增長。
“最考驗刮板運輸機的鏈條適應性,像鏈子一松的話,容易絆著鏈輪,就會出現卡鏈、斷鏈現象。鏈子能不能拉得動、鏈輪會受到多大磨損等,我們都比較擔心。”小保當公司二號煤礦綜采一隊隊長劉隨強說,相對300米左右的工作面,多出的150米直接拉高了對設備的考驗程度,給驅動、支護、頂板管理等帶來了很多的考驗。
設備剛開始調試時,由于進口運輸機電機“水土不服”,接連出現故障,影響正常調試,榆北煤業經過反復調研論證,采用電機國產化替代方案,經過試運行,效果良好。
劉隨強所帶領的綜采隊是一支全新的隊伍,有20多名碩士研究生,伴隨著逐漸克服設備“水土不服”、適應新工藝的過程,他們之間的默契度也在增加。450米高度智能化超長綜采工作面以每分鐘15-18米的速度實現了高效截割,三角煤截割也實現了智能化,單班7人作業已成常態。
工作中,他們還及時總結經驗,“拉移支架時,前梁容易栽頭,距離電纜牛頭和前后滾筒不能太近;支架推移單向閥里的彈簧損壞造成支架串液,必須及時更換……”這些樸素的工作經驗,讓他們在磨人的煎熬中,實現了從“追趕者”到“領跑者”的跨越。
員工在集控室操作450米超長智能綜采工作面開采運行
情懷:從行業中來到行業中去
致廣大而盡精微。450米高度智能化超長綜采工作面的探索與實踐,廣泛吸收了來自行業的迫切需求,且通過榆北人的自主開發與應用,為我國2米以下煤層開采創新了一種思路、蹚出了一條路子、提供了一套方案、開創了一項先河。
“一個高度智能化的綜采工作面,僅需1人操作管理,就能實現年產千萬噸的目標。”石增武介紹道,450米高度智能化超長綜采工作面,既是榆北人著眼現實的深刻總結,更賦予它面向未來的寬廣情懷。
——產生的經濟效益可觀。截至目前,450米高智能化超長綜采工作面實現單班7人的少人化開采和常態化運行,使榆北小保當二號煤礦由預算虧損4個億,實現盈利3億元的目標。
——產生的示范效應明顯。2米煤層千萬噸產能的實現,為榆北煤業爾林兔三對礦井設計產能提升到1500萬噸提供了技術支撐。同時也為陜煤集團2米左右煤層開采提供了新思路,為行業中厚煤層礦井產能設計及配套裝備研制提供“榆北方案”,更為我國中厚煤層的開采開辟出一條可以借鑒,可以復制的創新之路。
——降低了萬噸掘進率,回收率得到提升。以同等賦存條件下正常150米的工作面長度為例,工作面長度增加到450米后,可減少4條巷道的掘進量,減少了煤柱損失,提高了煤炭資源的回收率。
回首一路走來的發展歷程,從意念初起的“有所耳聞”,到遠赴國外的“精心求證”,再到堅定引入,邁向“一面一人年產千萬噸”目標,很多參與者坦言體會到了作為首創者的孤獨和艱辛,但更多的是領略到了“會當凌絕頂”的宏大夢想和喜悅,因為對榆北人而言,這既是一次迎難而上的跋涉,更是一次行業革故鼎新的起跑,也印刻下了骨子里永不懈怠的執著韌勁。
2021年12月30日,中國煤炭工業協會組織,中國工程院院士王雙明、王國法等7位專家組成鑒定委員會,對小保當二號煤礦450米高度智能化超長工作面關鍵技術及成套裝備進行評議和鑒定,專家組一致認為:項目成果達到國際領先水平,建議進一步推廣應用。
至此,榆北人靠著“敢為人先”的氣概為我國中厚煤層高度智能開采蹚出了一條成功路徑,填補了國內2米以下中厚煤層高度智能化開采的技術空白,提供了理論支撐和實踐參考。(當地供稿 姚媛)
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