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像朱集東礦這樣的(de)薄煤層資源儲量巨大，但受限于開采空間小、裝備水平偏低(dī)等因素，海量資源一(yī)度被“擱置”。上述現象如(rú)今正在改變。

▲圖為(wèi)國(guó)産采煤機在1171(1)薄煤層智能化工作面進行割煤作業。蘇雨/攝

“過去(qù)，手動拉支架，在低(dī)矮空間裏一(yī)架一(yī)架地(dì)鑽，一(yī)個班下來，大夥兒累得腰酸背痛。現在不一(yī)樣了，一(yī)個按鈕就能自(zì)動移架，效率變高(gāo)，人還不辛苦！”近日，淮河能源集團朱集東煤礦綜采二隊副隊長(cháng)朱亞運在接受記者采訪時，感慨連連。

井下支護是采煤的(de)重要環節，“支得住”才能确保采煤巷道(dào)全生命周期安全穩定。位于淮南礦區的(de)朱集東礦地(dì)質條件複雜，平均煤厚僅約1.3米，井下空間有限，給支護這項工作增加了難度。朱亞運介紹，傳統靠人工拉支架，工人長(cháng)時間無法直立，勞動強度極大。“引入智能化裝備後，井下人員主要集中在後方遠程操控和(hé)檢修維護，工作面內(nèi)用人随之減少。”

在我國(guó)，像朱集東礦這樣的(de)薄煤層資源儲量巨大，但受限于開采空間小、裝備水平偏低(dī)等因素，海量資源一(yī)度被“擱置”。上述現象如(rú)今正在改變。

“采厚丢薄”不可(kě)取

按照煤層厚度劃分，煤炭資源分為(wèi)厚煤層、中厚煤層與薄煤層。統計顯示，薄煤層可(kě)采儲量約占我國(guó)煤炭全部可(kě)采儲量的(de)20%，在陝西、河南等10多個省區均有分布。

然而，一(yī)個“薄”字給開采帶來諸多困難。朱亞運舉例，煤層薄、加上斷層構造複雜，工人在拉移支架時受到頂闆、底闆條件約束，支架姿态差，時常出現拉移不到位；煤層埋藏深，伴随着地(dì)壓大等狀況，巷道(dào)采用錨聯網支護，還易導緻采煤機效率發揮受限。

因為(wèi)開采不易，薄煤層的(de)實際産量目前隻占到總産量的(de)7%左右。除了不好采，有些礦井還長(cháng)期存在“采厚丢薄”的(de)情況。“厚煤層、中厚煤層先天條件好，自(zì)然是優先開采對象。在薄煤層作業，采掘空間狹小，工作非常不便，有時候工人甚至隻能爬行。井下采高(gāo)有限，其他煤層适用的(de)成熟裝備不可(kě)用，對采煤機的(de)尺寸、功率等都提出苛刻要求。”中國(guó)礦業大學(xué)礦業工程學(xué)院教授王方田證實。

現實制約擺在眼前，薄煤層資源卻不可(kě)丢掉。記者了解到，在東部、中部等區域，煤炭優質資源基本面臨枯竭，薄煤層接續必須跟上。此外，諸如(rú)延安東部一(yī)帶，煤層厚度雖然不到0.8米，底下卻賦存着配焦煤這樣的(de)稀缺煤種。

“好采、易采的(de)資源總有采完的(de)一(yī)天，薄煤層不采不行。而且，越是難采的(de)資源，越需要把勞動強度降下來、讓井下人員少下來。為(wèi)此，我們一(yī)直在研究摸索，希望通過更先進的(de)裝備把效率提上去(qù)。”西煤機公司研究院院長(cháng)趙書斐告訴記者。

适應性裝備屢獲進展

據了解，薄煤層開采現已引起越來越多礦井及煤機企業的(de)重視(shì)。記者從中煤科工集團獲悉，其研制的(de)适應小采高(gāo)1.3米薄煤層的(de)采煤機，日前在神東煤炭公司石圪台煤礦成功應用，創下低(dī)1.3米煤層年(nián)産260萬噸的(de)世界紀錄。在同等工作面條件下，該系列采煤機産能可(kě)達到國(guó)際同類采煤機的(de)3倍。徐礦集團下屬華東機械公司自(zì)研的(de)國(guó)內(nèi)首台套極薄煤層液壓支架，帶動0.6米極薄煤層實現綜合機械化開采。以電液控液壓支架取代人工支護，基本取消了極薄煤層開采用人多、風險高(gāo)的(de)工種工序。

對此，朱亞運有着深刻感受。“像我們礦的(de)1171（1）工作面，煤層均厚隻有1.3米。采高(gāo)受限，要不要走智能化道(dào)路？上了智能化裝備是否可(kě)行？一(yī)開始，大家心裏不太有底。”他告訴記者，為(wèi)保證智能化效果，礦上多次組織人員到兄弟單位實地(dì)考察，立足礦井地(dì)質條件，與相關設備廠家建立合作關系，全面保證設備的(de)匹配性、适用性、穩定性。如(rú)今，采煤機硬件改造、自(zì)動跟機移架調試、“崗位合一(yī)”等難點、堵點逐一(yī)解決，實現了全流程智能化采煤工藝，工作面綜合自(zì)動化率達到85%以上。“為(wèi)進一(yī)步提率，礦上還開發定制了移動端app，把控制中心工況信息監測和(hé)控制功能移植到app上，職工通過操作平闆就能查閱和(hé)控制工作面設備情況。”

“薄煤層采煤機普遍存在裝機功率小、生産能力低(dī)、智能化水平不高(gāo)等問題，這些年(nián)我們一(yī)直在想辦法攻關。目前，裝機功率已由過去(qù)的(de)七八百千瓦，提升到一(yī)千千瓦以上，功率大大提高(gāo)，智能化水平随之上升。”趙書斐說。

裝備升級是系統工程

進展之餘，薄煤層開采仍有不少提升空間。王方田認為(wèi)，正是由于開采難度大、限制條件多，薄煤層礦井的(de)智能化需求更加迫切，更需要先進裝備加以支撐。“先要做(zuò)好勘探，對地(dì)質條件有清晰把握，再有一(yī)個科學(xué)開采規劃。如(rú)果采厚丢薄，反過頭來再采薄煤層，這是難上加難。構建薄煤層工作面透明化模型，可(kě)為(wèi)智能開采提供參考依據。”

“事實上，我們的(de)采煤裝備已經走在世界前列，其他國(guó)家有的(de)我們能做(zuò)，國(guó)外沒有的(de)我們也都有了。換個角度說，這也帶來新問題——缺乏可(kě)參考的(de)對象，建立相應的(de)标準及認證還需要時間。”趙書斐坦言，薄煤層采煤機的(de)功率在放大、效率在提高(gāo)，但目前，基礎原理(lǐ)研究不夠深入、試驗平台缺乏等問題，尚未從根本上解決。“也就是說，理(lǐ)論支撐還不夠，基礎不牢是迫切的(de)現實問題。”

要進一(yī)步升級裝備，單靠煤機企業還不夠。趙書斐舉例，在狹窄井下空間內(nèi)，采煤裝備體積要小、自(zì)重要大、效率要高(gāo)。裝備越做(zuò)越小，重量反倒要求更重，否則難以應對截割負載，機器運轉時振動對電控系統等損傷較大。“這樣一(yī)來，對采煤裝備的(de)設計、材料、工藝等都有苛刻要求。再比如(rú)，為(wèi)滿足尺寸要求，裝備越做(zuò)越緊湊，所用的(de)機械、電氣元件自(zì)然不能像以前那麽大。通用件不符合要求，隻能走定制化路線，這些都需要相關廠家配合。”

“用人數量減少了，智能化裝備對人員能力要求卻更高(gāo)。”朱亞運表示，朱集東礦聯合相關設備廠家，已開展智能化操作人員、檢修人員專業化培訓。“不僅要學(xué)會各型号裝備的(de)操作，還要熟悉原理(lǐ)、構造、故障排除方法等，掌握一(yī)整套工藝流程。對智能化綜采設備有系統認識，才能真正用得上、用得好。”