引領世界采煤技術新潮流

文/倪小紅

年輕的時候，曲志欣做過這樣的夢——自己在井下拿著手機跟家人通話，井下割煤的設備仿佛有了思考的能力會自己動，甚至夢到自己穿著干凈的衣服在地面按下一個按鈕煤便聽話地紛紛落下……

“我是一個煤二代，生在礦山，長在礦山，看過太多礦工兄弟的血淚，聽過太多礦山婦孺的悲泣。我的父親和大哥就是在礦難中永遠離開了這個世界。我、我的媽媽、嫂子以及許許多多和我一樣的礦山人，最大的心愿就是讓礦山不再有危險，不再有礦難。”今年已經52歲的曲志欣是全國勞動模范、“感動中國”十大杰出礦工，在黃陵礦業公司一號煤礦工作了29年，他對于煤炭的種種夢想也在今天已經部分實現。

“黃陵礦業公司一號煤礦的發展變化確實太大了、太快了！比如，現在一號煤礦是世界上第一家實現地面采煤的煤礦！”曲志欣說道。

曲志欣所在的黃陵礦業公司一號煤礦坐落于中國革命圣地延安，位于橋山腳下沮水河畔。該礦于1991年12月開工建設，是國家“八五”重點建設項目和20項興陜工程之一。井田面積184.2平方公里，2#煤層為唯一可采煤層，煤層厚度0.8~4.69米，平均厚度2.18米，剩余地質儲量4.25億噸，剩余可采儲量3.32億噸，核定生產能力為600萬噸/年。礦井下設16個部室、14個區隊，共有職工1350人。礦井采用平硐分區式開拓方式、綜合機械化走向長壁式采煤法、抽出式通風方法、全部跨落管理頂板法，主運輸方式為膠帶運輸機，輔助運輸方式為防爆無軌膠輪車，機械化程度100%。目前，井下六、八盤區為生產盤區，十盤區為準備盤區。

這是一座有著輝煌業績的礦井，在煤炭生產領域曾創造和打破了多項全國乃至世界紀錄，礦井先后榮獲全國五一勞動獎狀、國家級綠色礦山試點單位、全國煤礦瓦斯防治先進集體、全國煤炭工業安全高效礦井、中國最美礦山等榮譽，智能化開采處于行業領先水平。

開煤礦無人綜采先河

為了提高資源回收率，薄厚、肥瘦搭配開采，降低職工勞動強度，改善職工作業環境，一號煤礦薄煤層開采課題早在2012年就被提上了議事日程，并在礦業公司安排下成立了領導機構，負責薄煤層智能化開采設備的調研、選型工作。

2013年11月，一號煤礦把智能化無人開采技術應用列入全礦年度工作重點和重大科技攻關項目，及時成立了由礦領導、工程技術人員、隊干和高技能工人組成的科技攻關小組，與設備廠家技術人員密切配合，協調解決、研究設備安裝調試過程中存在的各種問題。

曲志欣，這個黃陵礦區響當當的綜采三隊采煤隊長，毫不猶豫地接受了國產智能化無人綜采成套技術裝備工業實驗的任務，親自在班前會上宣傳國產智能化無人綜采成套設備的重要意義，并要求隊干在每天三個班前會反復灌輸推行智能無人開采給職工帶來的好處以及對全國煤炭行業產生的深刻影響。在安裝調試設備的日日夜夜，綜采三隊的干部職工幾乎放棄了所有的節假日，曲志欣幾乎天天失眠，心里老是想著設備調試的事情，每天四點多就醒來，短短的幾個月，白發在不經意之間爬滿了頭。

超前支架

在黃陵礦業公司有關部門和礦領導的大力支持下，一號煤礦機電部部長符大利和工程技術人員、綜采三隊職工認真探索、集思廣益、反復研究，拿出了一個又一個行之有效的解決方案，徹底掃清了技術攻關路上的所有障礙。

他們聯合廠家對采煤工藝進行改進，編制了符合一號煤礦生產實際的采煤工藝，在有效解決回刀掃煤不徹底及三角煤截割難度大的基礎上，實現了端頭支架自動跟機，對煤機內外噴霧重新設計改造，提高了煤機噴霧效果。他按照遠程供液水處理過濾的精度要求，在水處理二級過濾前自行加工設計了一個25微米筒式過濾器，有效解決了原有水處理系統癱瘓的故障。整個安裝調試期間，一號煤礦先后解決各類故障難題66個，為順利完成智能化無人綜采成套設備工業實驗任務奠定了堅實的基礎。

2014年，經安裝調試，智能化無人開采技術在一號煤礦1001工作面成功運行，同年5月通過了陜煤化集團的驗收和中國煤炭工業協會的科技成果鑒定，達到了國際領先水平。

2014年11月，國家煤礦安監局行管司、陜西省安全監管局、陜西煤礦安監局對一號礦智能化無人開采的具體做法和經驗成效進行了調研，并總結提煉了以“五新、六高、七到位”為主要內容的黃陵礦業公司一號煤礦國產綜采裝備智能化無人開采技術經驗材料，在全國煤炭系統產生了廣泛而深遠的影響。2015年5月及6月，一號煤礦作為主會場，分別承辦了全國煤礦自動化開采技術現場會、陜煤化集團自動化開采技術現場會，智能化無人開采技術得到了煤炭行業各級領導和同仁的一致肯定。

目前，該套設備已經平穩高效地回采1001、1002、1003、1004四個智能化工作面，推進長度7371米，完成原煤產量519萬噸。

智能化工作面

實現礦井無人則安、少人則安

推動煤礦生產技術創新、升級轉型、安全發展，智能化開采是主攻方向，是中國能源革命的要求，也是世界煤炭技術變革的發展趨勢。為了更好更快地實現“機械化換人、自動化減人”，一號煤礦始終沒有停止探索的步伐。2015年，一號煤礦投資1.07億元，將智能化無人開采技術推廣應用到中厚煤層的開采中，同年3月完成中厚煤層智能化裝備設計選型工作，9月設備到礦開始802智能化無人綜采工作面的安裝工作，10月完成了首個中厚煤層智能化工作面的調試工作，達到了預期的設計目標，具備在地面監控中心和順槽監控中心遠程操控采煤作業的常態化，實現了安全高效、穩定運行。

在中厚煤層智能化無人工作面安裝調試期間，一號煤礦科學組織、詳細部署、自主完成了井下監控中心所有監控設備、通訊設備、電源箱和環網設備等安裝工作，其中包含185臺電液控設備、3000余根通訊纜線、640個傳感器。對暴露出來的問題積極響應、集體攻關，做到“問題不過夜、隱患不越過”，提高了設備調試進度。同時，一號煤礦始終堅持在安裝、調試中不斷創新的原則，先后完成了“一鍵啟停隨動視頻安全確認”系統研究與應用、超前支架遠程控制系統研究與應用、運輸機減速箱透氣塞改進、工作面擴音電話改進、遙控接收天線改進、采煤機搖臂連接架注油孔改進、液壓支架反沖洗改進、液壓支架配液板改進、攝像儀位置改進、轉載機封底板等創新改造。其中，“一鍵啟停隨動視頻安全確認”系統研究與應用，是在Longwallmind 3.0自動化軟件的基礎上開發的一套重點部位視頻監控系統，當控制臺處于“一鍵啟停”狀態時，采煤機主機會自動切換為“膠帶機+運輸機、轉載機+采煤機滾筒”的“一鍵啟停隨動視頻安全確認”視頻監控畫面，實時顯示操作設備的現場狀況，同時對自動化軟件語音延時程序進行調整，實現監控中心天瑪語音預警和井下工作面華寧語音預警的完美契合，為全工作面所有操作人員提供語音預警信息，達到了“一鍵啟停”過程中安全管理的目的。

運輸機減速箱透氣塞的改進，有效提高了減速箱排氣孔高度，杜絕了透氣塞漏油現象，確保了運輸機安全運行。另外，采煤機搖臂連接架注油孔的改進，使銷軸得到充分潤滑，有效杜絕了異響、卡死的現象，減少了對搖臂升降的影響。截至目前，在該項目調試運行過程中共解決各類故障難題35個，取得創新成果14項，其中3項成果正在申請專利。

該套設備現在可以平穩高效地完成802、621工作面回采任務，推進長度5014米，完成原煤產量365萬噸，現正在回采623工作面，已推進2700余米。

經濟效益和社會效益上去了

在一號煤礦地面指揮中心，采煤機司機劉錦和綜采支架工何厚水身著白色短袖襯衣，胸佩工牌，進入工作崗位。他們嫻熟地通過地面指揮控制中心的控制系統操控按鈕，啟動了井下綜采工作面各個生產設備，而此時在井下400米的地方，大量煤炭資源已連續不斷地開采出來。

說到智能化無人開采，劉錦眉開眼笑，樂得合不攏嘴。他說：“自從引進智能化無人開采技術之后，采煤機司機不用在機器轟鳴、粉塵撲面的環境里工作，也不用在工作面往返行走，遠離了采煤機割煤時煤塊彈射造成的傷害，避免了噴霧水淋濕衣服濕癢難受的苦惱。現在通過監控中心就能將煤炭開采出來，真正體會到了高級藍領的滋味，感受到了快樂工作的幸福。”

支架監控工何厚水不等我們發問，就談了自己的體會：“現在和過去相比簡直是天壤之別，以前進行移架推溜作業，腰都伸不直，一不小心胳臂和腿腳就會碰到支架上，脊背經常被支架擦傷，一個班在狹小的支架中間走動6至8個來回，消耗很多體力。現在，支架和采煤機實現了聯動作業，通過監控中心便可完成支架作業。”

一號煤礦智能化綜采工作面產生的經濟效益、社會效益十分明顯。黃陵礦業公司總經理師永貴為記者算了一筆賬：“與同類型的智能化綜采設備相比，選用國產設備可節約設備采購費3000萬元左右，每年節約材料費近100萬元。一號煤礦工作面地質條件差，煤層較薄，時有夾矸且分布不均勻，但仍然創造了單班無人化連續推進8刀30架的最高紀錄，月生產能力達到17萬噸以上。如果將設備安裝在地質條件較好、煤層分布均勻且平均厚度在2.4米左右的三盤區綜采工作面，預計單班生產能力可達到8刀以上，月生產能力將輕松突破24萬噸。”

談到減員增效，曲志欣告訴記者：“與過去相比，目前生產期間工作區域由原來的9人聯合操作（煤機司機 3 人、支架工5人、運輸機司機1人）減至1人巡視，僅此一項每年就能節約500 多萬元，工效達到133噸/工。”

據悉，2015 年1月，智能化工作面兩順槽超前支架經過升級改造具備了自動化控制功能，由原來的24人單體支護減至12人遙控操作，每年能節約300萬元。通過兩次升級改造，生產班每年節約人工成本800 萬元以上。

一號煤礦在國內率先實現了地面遠程操控采煤，達到了國際領先水平。它不僅使寶貴的煤炭資源得到充分開發利用，更為重要的是把礦工從艱苦危險的環境和超強的體力勞動中解放出來，真正維護了職工的生命權、健康權和全面發展的權利，使煤炭職工的主人翁的地位得到了充分體現和有效落實，同時為建設本質安全型礦井探索出一條新路，具有里程碑式的重要意義。

引領智能化礦山發展方向

2016年4月7日，國家發展改革委、國家能源局聯合下發發改能源[2016]513號《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》，對未來煤炭行業的發展進行了詳細規劃。一號煤礦將依托國家“煤礦智能化開采技術創新中心”，自主開發“互聯網+智能化綜采管理平臺、智慧礦山”；研究探索綜采兩端頭多功能異形端頭支架及自動化控制系統，解決利用液壓單體支柱人工補打切頂柱的現狀，并全面實現遠程控制；探索研究綜采工作面應用無線wifi技術及順槽設備列車自移裝置，最終實現綜采工作面所有設備地面操控全覆蓋、井下作業區域少人巡視常態化開采技術；研究探索掘進工作面智能控制系統，實現遠程控制，切實降低工人勞動強度，改善工作環境；搭載“互聯網+智慧礦山”探索研究瓦斯治理打鉆數據精確計量、井下水情實時監測等災害治理遠程自動化監測集成技術，確保災害治理更科學、更合理；探索智能化裝備適應性、機械可靠性和調控精準性等技術難題，實現綜采工作面智能化配套設備高穩定性、高精度調控、高精度智能識別以及高適應性。