華鎣山廣能公司綜合機(jī)械化開(kāi)采現(xiàn)狀及展望

卓軍

摘 要：針對(duì)華鎣山礦區(qū)煤層覆存薄、傾角大、地質(zhì)條件差、礦井災(zāi)害重等開(kāi)采背景，詳細(xì)闡述了華鎣山廣能公司綜采機(jī)械化發(fā)展歷程，介紹了急傾斜和薄煤層綜采現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，并從提高綜合機(jī)械化開(kāi)采適應(yīng)范圍、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度等方面提出了綜采展望。廣能公司堅(jiān)持建設(shè)安全高效礦井、走采煤機(jī)械化發(fā)展的道路。

關(guān)鍵詞：廣能公司；綜合機(jī)械化；開(kāi)采現(xiàn)狀；展望

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）15-0057-02

1 廣能公司概況及開(kāi)采條件

四川華鎣山廣能公司始建于1970年，2000年改制為國(guó)有控股公司，2005年成為川煤集團(tuán)全資子公司。公司是一個(gè)集煤炭開(kāi)采、洗選加工、煤炭技術(shù)服務(wù)、煤機(jī)研發(fā)制造、發(fā)供電等為一體的國(guó)有獨(dú)資公司，旗下?lián)碛兴拇◤V安、貴州畢節(jié)兩個(gè)煤炭生產(chǎn)基地。廣安華鎣山礦區(qū)位于四川盆地東部華鎣山脈中段，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，華鎣山形成了從寒武紀(jì)到侏羅紀(jì)的完整地層組合。由十余條傾向南東的走向逆沖斷層組成的華鎣山大斷層貫穿整個(gè)煤田。煤層賦存條件差：斷層、裂隙發(fā)育，頂、底板破碎，瓦斯含量高，突出煤層、煤層松軟；同時(shí)，因復(fù)式背向斜構(gòu)造組合，造成煤層厚度變化大，其中大傾角煤層占50%以上，1米以下薄煤層占20%。復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和惡劣的自然條件給礦井利用自然、征服自然帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

2 廣能公司綜采發(fā)展歷程

廣能公司堅(jiān)持建設(shè)安全高效礦井、走采煤機(jī)械化發(fā)展的道路。從1984年起，先后在綠水洞煤礦、李子埡煤礦裝備高檔普采機(jī)組、綜采機(jī)組。1990年，全局已形成1個(gè)綜采工作面和5個(gè)高檔普采工作面，采煤機(jī)械化程度達(dá)到75.46%，被四川煤管局名為四川省第一個(gè)“采煤機(jī)械化礦務(wù)局”。1995-1998年，在使用從波蘭引進(jìn)、攀枝花礦務(wù)局調(diào)運(yùn)的大傾角綜合采煤機(jī)組遭到失敗后，實(shí)施產(chǎn)學(xué)研合作攻克了綠水洞煤礦30°～36°大傾角煤層綜采，實(shí)現(xiàn)工作面年單產(chǎn)不到10萬(wàn)噸提升到25萬(wàn)噸，使華鎣山礦務(wù)局綜合機(jī)械化走上了新的臺(tái)階。2000-2005年，公司加大了采煤機(jī)械化的投入，改高檔普采為綜合機(jī)械化采煤，實(shí)現(xiàn)全公司4個(gè)綜采工作面，綜合機(jī)械化開(kāi)采程度達(dá)到85%以上，原煤產(chǎn)量大幅度上升。

從2006年開(kāi)始，廣能公司開(kāi)始自主研制綜采設(shè)備。2007年，“廣能嘉華”牌急傾斜支撐掩護(hù)式液壓支架及端頭支架成功在綠水洞煤礦應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)開(kāi)采45°～60°急傾斜煤層綜采支護(hù)空白；2010年，成功攻克薄煤層三機(jī)配套設(shè)備研制，實(shí)現(xiàn)李子埡煤礦下分層0.8m～1.3m薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采（見(jiàn)圖2）；2014年，自主研制急傾斜“三機(jī)”配套設(shè)備在綠水洞煤礦3212工作面投產(chǎn)，成功將綜合機(jī)械化開(kāi)采適應(yīng)煤層傾角推向70°極限；2015年，先后在李子埡南煤礦、綠水洞煤礦完成急傾斜偽俯斜綜采嘗試，實(shí)現(xiàn)了局部達(dá)到78°傾角煤層綜采。截止2017年，自主研制的綜采成套設(shè)備已用于公司大傾角、急傾斜和薄煤層開(kāi)采，綜合機(jī)械化開(kāi)采程度達(dá)到100%（見(jiàn)圖1）。大傾角煤層綜采技術(shù)、急傾斜煤層綜采液壓支架、急傾斜煤層采煤機(jī)三個(gè)項(xiàng)目獲得了四川省政府頒發(fā)的科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，大傾角煤層綜采技術(shù)和裝備項(xiàng)目獲得了國(guó)務(wù)院頒發(fā)的國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

3 綜采現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

3.1 廣能公司綜采現(xiàn)狀

綜采是當(dāng)前最先進(jìn)的采煤工藝之一，是薄及中厚煤層開(kāi)采工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全高效的必然選擇。近年來(lái)，廣能公司大力發(fā)展綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)，自主成功研發(fā)大傾角、薄煤層綜采支架，并采用以大功率、電牽引、多電機(jī)橫向布置和大截深為特征的新一代采煤機(jī)，應(yīng)用鑄焊結(jié)合封底中部槽等先進(jìn)技術(shù)的重型刮板輸送機(jī)，與此同時(shí)，還應(yīng)用了長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)系統(tǒng)、運(yùn)人運(yùn)料的高效輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、地質(zhì)保障系統(tǒng)、煤巷快速掘進(jìn)與錨桿支護(hù)系統(tǒng)和安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)綜采工作面年產(chǎn)由過(guò)去20多萬(wàn)噸逐年上升到60多萬(wàn)噸，礦井工作面數(shù)量也由最多的5個(gè)減少到2個(gè)，有效保障了綜合機(jī)械化開(kāi)采的安全、高效、高產(chǎn)。

廣能公司現(xiàn)有4對(duì)生產(chǎn)礦井，6個(gè)綜采工作面，其中綠水洞煤礦2個(gè)、龍灘煤電公司2個(gè)、李子埡南二井和龍門(mén)峽南煤礦各1個(gè)，除龍灘煤電公司開(kāi)采緩傾斜煤層外，其余各礦均開(kāi)采小于50°的大傾角、急傾斜煤層，采煤機(jī)械化程度達(dá)100%。工作面生產(chǎn)能力在無(wú)較大地質(zhì)問(wèn)題情況下，采高2m以下的工作面月產(chǎn)量2～4萬(wàn)噸，采高2m以上的工作面月產(chǎn)量3～5萬(wàn)噸，采高3m以上的工作面月產(chǎn)量4～7萬(wàn)噸，礦井運(yùn)輸條件好（不影響工作面生產(chǎn)）時(shí)工作面月產(chǎn)量可提高約50%。

龍灘煤電公司：布置綜采工作面2個(gè)。其中3124N工作面長(zhǎng)200m，煤厚1.4m，傾角8°，每天割煤8刀，平均月產(chǎn)量4.8萬(wàn)噸；3112N工作面長(zhǎng)240m，煤厚2.2m，傾角2°，每天割煤3刀，平均月產(chǎn)量4.6萬(wàn)噸；

綠水洞煤礦：3251工作面長(zhǎng)192m，平均煤厚2.4m，傾角34°，每天割煤4刀，平均月產(chǎn)量3.9萬(wàn)噸；3134工作面長(zhǎng)150m，平均煤厚2.65m，傾角39°，每天割煤3刀，平均月產(chǎn)量2.5萬(wàn)噸；

李子埡南二井：3102工作面長(zhǎng)130m，凈煤厚1.95m，傾角47°，每天割煤4-5刀，平均月產(chǎn)量2.5萬(wàn)噸；

龍門(mén)峽南煤礦：3131工作面長(zhǎng)150m，平均煤厚1.5m，傾角30°，每天割煤4刀，平均月產(chǎn)量2.4萬(wàn)噸。

3.2 綜采存在的問(wèn)題

（1）綜采設(shè)備陳舊，故障率高。廣能公司綜采配套設(shè)備大部分為2010年以前投用的，近年公司各礦更新設(shè)備較少，在用使用10年以上的采煤機(jī)、占30%，使用8年以上的占40%，設(shè)備故障率高是制約綜采效率的主要因素。

（2）地質(zhì)災(zāi)害加劇，回采效率低。近年來(lái)，隨著礦井開(kāi)采水平的不斷延深，煤層賦存條件惡化、地質(zhì)災(zāi)害加劇。部分煤礦存在瓦斯治理跟不上，K1值是有超標(biāo)，造成采面限產(chǎn)；防治水不到位，水害威脅增大，小至停面，大致礦井停產(chǎn)；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、裂隙、陷落柱嚴(yán)重影響連續(xù)生產(chǎn)等。

（3）超強(qiáng)度開(kāi)采，采面接替緊張。行業(yè)低谷時(shí)期，由于企業(yè)保命經(jīng)營(yíng)、超強(qiáng)度開(kāi)采和掘進(jìn)工程滯后，致使采掘抽接替失調(diào)，工作面系統(tǒng)不能及時(shí)形成，無(wú)災(zāi)害治理時(shí)間和空間，并形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致生產(chǎn)工作面受影響無(wú)備用工作面。

（4）綜采適應(yīng)煤層角度受限，資源回收率不高。目前，公司綜采工作面平均傾角均小于60°，煤層傾角過(guò)大時(shí)，設(shè)備和工作面底板存在不適應(yīng)，特別是70°以上煤層，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)綜采研究。廣能公司部分礦井煤層賦存隨開(kāi)始水平延深逐步增大至70度以上，特別是綠水洞煤礦更為突出，現(xiàn)采350水平已存在局部區(qū)域傾角過(guò)大，不適應(yīng)現(xiàn)有綜采技術(shù)現(xiàn)象，大幅降低礦井資源回收率，縮短采區(qū)服務(wù)年限。

4 展望

（1）強(qiáng)化裝備升級(jí)，提升生產(chǎn)效率。廣能公司綜采設(shè)備使用年限較長(zhǎng)，在需加強(qiáng)設(shè)備自身維護(hù)保養(yǎng)的同時(shí)，需分次分批逐步更新裝備，保證工作面安全高效生產(chǎn)。另外，需根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)條件升級(jí)的實(shí)際出發(fā)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，不斷改良裝備制造工藝，提升裝備性能，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提升生產(chǎn)效率。

（2）攻克俯偽斜綜采技術(shù)，徹底解決急傾斜綜采難題。廣能公司隨著礦井水平的不斷延深，煤層傾角不斷加大，60°乃至70°以上煤層綜采制約著礦井服務(wù)年限。前期俯偽斜綜采試驗(yàn)僅將支架頂梁前端做成了斜形，而支架后端及底座等沒(méi)有完全按俯偽斜要求設(shè)計(jì)，因而存在液壓支架在工作面架尾不齊（架間成階梯狀）、工作面人行道不暢、防倒防滑裝置使用別扭等不足，導(dǎo)致俯偽斜綜采效果不佳。為提高礦井資源回收率，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需對(duì)俯偽斜綜采進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，以期實(shí)現(xiàn)綜采不受煤層傾角條件制約。

（3）推廣應(yīng)用智能化綜采，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)引領(lǐng)方向。智能化綜采是煤炭開(kāi)采未來(lái)發(fā)展的方向。目前，國(guó)內(nèi)的綜采自動(dòng)化技術(shù)已趨于成熟。廣能公司擬通過(guò)2-3年時(shí)間在龍灘礦采用自動(dòng)控制和可視化遠(yuǎn)程干預(yù)控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制工作面割煤、推溜、拉架、運(yùn)輸及超前支護(hù)等工藝智能化，預(yù)期實(shí)現(xiàn)工作面少人和提高工作面勞動(dòng)工效。緩解當(dāng)前企業(yè)招工十分困難、井下工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)效率低下的局面，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展引領(lǐng)方向。

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