刊登于6月24日陜西日?qǐng)?bào)6版

核心提示

    一邊是陜西2013年以來煤礦采煤效率大幅提升，井下智能化無人開采技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平；另一邊是受限于地質(zhì)條件和裝備發(fā)展，巷道掘進(jìn)方面無法滿足產(chǎn)量提升需求，掘進(jìn)裝備整體落后采煤裝備15年至20年。

    4月4日，一個(gè)旨在實(shí)現(xiàn)礦井掘進(jìn)過程自動(dòng)化、智能化、無人化的“煤礦智能化快速掘錨成套裝備”項(xiàng)目在西安煤礦機(jī)械有限公司簽約。一個(gè)多月后，該項(xiàng)目首個(gè)工業(yè)試驗(yàn)性裝備——國(guó)內(nèi)首臺(tái)煤礦大斷面快速掘錨成套裝備在榆北煤業(yè)曹家灘煤礦下井“服役”。

     長(zhǎng)期以來，“重采煤、輕掘進(jìn)”的傳統(tǒng)思想，存在于煤炭生產(chǎn)企業(yè)中。因?yàn)?，相比于采煤，巷道掘進(jìn)無法帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益。在智能化、無人化開采高歌猛進(jìn)的同時(shí)，礦井掘進(jìn)技術(shù)水平整體落后15年至20年。隨著“煤礦智能化快速掘錨成套裝備”項(xiàng)目的順利推進(jìn)，礦井提高掘進(jìn)速度與效率，擺脫“采掘失衡”困境，迎來了破題之機(jī)。這些探索有望補(bǔ)齊礦井掘進(jìn)的短板，助推掘進(jìn)裝備和技術(shù)水平提升。

采掘失衡

巷道掘進(jìn)速度只能滿足正常采煤需求的50%至60%

    “采”與“掘”，對(duì)于煤礦生產(chǎn)來說，猶如一枚硬幣的兩面，密不可分。

     采煤機(jī)滾筒翻轉(zhuǎn)，煤層隨之脫落，烏黑發(fā)亮的煤炭被運(yùn)輸皮帶送往地面……在很多人通常的印象中，采煤工作面循環(huán)作業(yè)，便是煤礦井下生產(chǎn)的全過程。而與采煤同等重要的掘進(jìn)，往往鮮為人知。

     記者在采訪中獲悉：煤炭主要通過采煤工作面生產(chǎn)出來，這個(gè)過程叫采煤；而掘進(jìn)是指進(jìn)行巷道掘進(jìn)，準(zhǔn)備采煤工作面。煤礦正常的生產(chǎn)計(jì)劃中，每年每個(gè)月有一定的煤炭產(chǎn)量指標(biāo)，也有掘進(jìn)進(jìn)尺要求。如果掘進(jìn)進(jìn)度緩慢，采煤工作面準(zhǔn)備不出來，煤礦也就無法保證煤炭產(chǎn)量了。

    在陜北礦區(qū)，由于地質(zhì)條件優(yōu)越，煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，巷道掘進(jìn)方式有懸臂式掘進(jìn)機(jī)、連采機(jī)、掘錨一體機(jī)等多種形式，月進(jìn)尺在400米至1500米不等，巷道掘進(jìn)技術(shù)處于全國(guó)領(lǐng)先；在渭北、彬黃等關(guān)中老礦區(qū)，由于礦井老化，同時(shí)受瓦斯突出、地下水豐富等不利因素影響，巷道掘進(jìn)主要以懸臂式掘進(jìn)機(jī)、局部炮掘?yàn)橹?，巷道掘進(jìn)效率較低，月進(jìn)尺150米至350米，遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。

    2013年以來，我省智能化、無人化采煤工作面取得了快速發(fā)展，采煤效率大幅提升，但巷道掘進(jìn)方面受限于地質(zhì)條件和裝備發(fā)展，無法滿足產(chǎn)量提升需求。目前，巷道掘進(jìn)速度只能滿足正常采煤需求的50%至60%；技術(shù)水平方面，掘進(jìn)裝備整體落后采煤裝備15年至20年。

     同樣是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為什么掘進(jìn)裝備和技術(shù)水平發(fā)展緩慢？記者在走訪中得知，首先是巷道掘進(jìn)屬于采煤工作的前期準(zhǔn)備工作，無法獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在很多煤礦都存在“重采煤、輕掘進(jìn)”的傳統(tǒng)思想，掘進(jìn)裝備重視和投入不足。其次，長(zhǎng)期以來，煤礦巷道掘進(jìn)工作以“人海戰(zhàn)術(shù)”來提高掘進(jìn)速度，掩蓋了掘進(jìn)裝備的能力不足，造成巷道掘進(jìn)設(shè)備研發(fā)不受重視，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)積極性不高。

    “采掘失衡”對(duì)煤礦帶來的不利影響是復(fù)雜而深刻的。一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者，隨著礦井產(chǎn)能規(guī)?？焖贁U(kuò)張，但掘進(jìn)裝備水平提升緩慢，掘進(jìn)進(jìn)尺的增加趕不上產(chǎn)量的提升，為了達(dá)到采掘接續(xù)平衡，許多煤礦以“外包”的形式發(fā)展掘進(jìn)隊(duì)伍。同時(shí)，由于礦井采掘接續(xù)緊張，災(zāi)害治理時(shí)間、空間不足，為煤礦生產(chǎn)埋下安全隱患。

 合力研發(fā)

攻克掘進(jìn)、錨護(hù)、運(yùn)輸?shù)裙に囃阶鳂I(yè)技術(shù)難關(guān) 

       事實(shí)上，“采掘失衡”的狀況早已進(jìn)入煤礦裝備廠家的視野。但由于巷道掘進(jìn)工藝復(fù)雜，尤其是錨桿支護(hù)過程煩瑣、技術(shù)難度大，經(jīng)過多年的研究和探索，廠家仍然無法實(shí)現(xiàn)錨護(hù)自動(dòng)化，產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程緩慢。

     根據(jù)礦井需求和不同礦區(qū)煤礦巷道地質(zhì)條件，西安煤礦機(jī)械有限公司投入大量的人力、物力，先后確定了連采機(jī)+梭車+錨桿鉆車的快速掘進(jìn)系統(tǒng)、掘錨一體機(jī)+錨桿鉆車+自移機(jī)尾皮帶快速掘進(jìn)系統(tǒng)、懸臂掘進(jìn)機(jī)+錨支護(hù)一體平臺(tái)+自移機(jī)尾皮帶快速掘進(jìn)系統(tǒng)三個(gè)技術(shù)研發(fā)方向，開展煤礦巷道快速掘進(jìn)技術(shù)攻關(guān)。

     依托陜煤集團(tuán)提供的平臺(tái)，4月4日，西安煤礦機(jī)械有限公司與陜煤榆北煤業(yè)有限公司、曹家灘礦業(yè)有限公司、陜煤集團(tuán)技術(shù)研究院、中國(guó)鐵建重工集團(tuán)、西安重裝集團(tuán)共6家單位簽訂了“煤礦智能化快速掘錨成套裝備”項(xiàng)目聯(lián)合開發(fā)合作協(xié)議，合力打造安全可靠的煤礦智能化快速掘錨成套裝備。

     項(xiàng)目通過整合掘進(jìn)、錨桿支護(hù)、運(yùn)輸、除塵等工序，解決煤礦生產(chǎn)中掘進(jìn)、錨護(hù)、運(yùn)輸?shù)裙に嚨耐阶鳂I(yè)問題。通過建立信息化管理系統(tǒng)、數(shù)字化操作系統(tǒng)，為煤礦提供無人化施工的整體解決方案和智能化快速掘進(jìn)裝備。

裝備亮相

設(shè)計(jì)掘進(jìn)速度比傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)提高了3倍以上

     5月20日，作為“煤礦智能化快速掘錨成套裝備”項(xiàng)目的工業(yè)性試驗(yàn)裝備——國(guó)內(nèi)首臺(tái)煤礦大斷面快速掘錨成套裝備在陜煤榆北煤業(yè)有限公司旗下的曹家灘煤礦組裝調(diào)試成功，并運(yùn)往井下正式投入使用。

     記者看到，裝備掘錨機(jī)組由1臺(tái)掘錨一體機(jī)、2臺(tái)液壓錨桿臺(tái)車和1臺(tái)大跨距橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)組成，主機(jī)總長(zhǎng)35.7米，有效轉(zhuǎn)載距離60米。整機(jī)采用可伸縮式超寬截割裝置，一鍵啟動(dòng)完成全斷面截割。目前，這套裝備已獲國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志認(rèn)證，產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)與性能通過國(guó)家煤礦設(shè)備安全監(jiān)管部門嚴(yán)格檢驗(yàn)。

    “國(guó)內(nèi)首臺(tái)煤礦大斷面快速掘錨成套裝備能夠?qū)崿F(xiàn)巷寬6.5米、巷高4.5米大斷面機(jī)械化施工?！标兠河鼙泵簶I(yè)有限公司總經(jīng)理石增武說，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的掘錨機(jī)組多為截割寬度為5.4米以下的中小型機(jī)組，且現(xiàn)有設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)同步，不但掘進(jìn)效率低，而且在大斷面巷道施工中只能采用分層掘進(jìn)方式（即先掘進(jìn)巷道上分層，再掘進(jìn)下分層），存在巷道片幫、冒頂?shù)仁鹿孰[患。

    “這臺(tái)掘錨機(jī)組既能割煤裝運(yùn)，又可錨桿支護(hù)，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸多道工序同步完成。”石增武說，該裝備設(shè)計(jì)掘進(jìn)速度為每月1500米，比傳統(tǒng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)施工速度提高了3倍以上。也就是說，這套裝備集煤礦巷道快速掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸協(xié)同連續(xù)作業(yè)功能于一身，其成功組裝投用有望破解大型煤礦巷道掘進(jìn)效率低的難題。

    “煤礦企業(yè)是一個(gè)工程性質(zhì)的企業(yè)，煤礦生產(chǎn)過程是一個(gè)工程不斷協(xié)調(diào)、不斷平衡的過程。煤礦發(fā)展表現(xiàn)出的水平是一個(gè)國(guó)家裝備水平的體現(xiàn)?！标兠杭瘓F(tuán)副總經(jīng)理閔龍說，煤礦工程質(zhì)量，很大程度取決于掘進(jìn)工程的質(zhì)量。由6家單位共同研究開發(fā)的煤礦智能化快速掘錨成套裝備，抓住了煤礦發(fā)展的關(guān)鍵，有望解決“采掘失衡”這一制約煤礦發(fā)展的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性問題。

  本報(bào)記者　程靖峰