同煤集團(tuán)：破解世界難題 迎接高效發(fā)展

說起采煤，大家都會(huì)想到大型采煤機(jī)在礦井下工作時(shí)的情景，但是卻不知道世界上最先進(jìn)的采煤機(jī)也只能開采14米厚的煤層，如今這一技術(shù)，隨著同煤集團(tuán)特厚煤層大采高綜放開采成套技術(shù)與裝備的自主研發(fā)與成功應(yīng)用，已永存歷史長河。

10月23日，記者在2019太原能源革命展同煤集團(tuán)展區(qū)，“零距離”感受了這項(xiàng)登峰造極的精湛技術(shù)。

安全生產(chǎn)遇困境

“在中國現(xiàn)有的煤炭儲(chǔ)量中，厚煤層分布廣泛，儲(chǔ)量占45%，是中國主要的開采煤層，其中特厚煤層儲(chǔ)量占厚煤層儲(chǔ)量的50%，尤其在山西、內(nèi)蒙古、新疆等地較為豐富。中國14米以上的特厚煤層總資源量達(dá)上萬億噸，目前，大約有1/4的煤炭產(chǎn)能集中在特厚煤層?！蓖杭瘓F(tuán)技術(shù)中心副主任楊智文向記者介紹道。

資源開采，技術(shù)是關(guān)鍵。楊智文坦言，厚煤層開采技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷三個(gè)階段，第一階段是對(duì)7米以下厚煤層，采用綜采一次全高開采技術(shù);第二階段是對(duì)7米至14米的厚煤層，采用普通綜放技術(shù);第三階段是對(duì)14米以上厚煤層的開采。

放眼全球煤炭開采技術(shù)，厚度14米以下的煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)已基本成熟，但厚度14米以上煤層的安全、高效、高回收率機(jī)械化井工開采在國內(nèi)外尚無先例，沒有相應(yīng)的成套采煤裝備，不僅需要?jiǎng)?chuàng)新開發(fā)而且還要做到裝備性能的合理匹配。

如何進(jìn)行合理安全開采、采用哪種開采方法一時(shí)成為了整個(gè)煤炭行業(yè)的一大困惑。

為了沖破這道難題，同煤集團(tuán)聯(lián)手中國煤炭科工集團(tuán)、中國礦業(yè)大學(xué)等15家科研院所和設(shè)備制造廠家攜手通力協(xié)作，從開采工藝、開采工作面裝備、輔助設(shè)備、巷道支護(hù)技術(shù)、安全保障技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等方面著手，從理論、控制技術(shù)到實(shí)際設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范操作等入手，結(jié)合煤礦實(shí)際需求，共同承擔(dān)起特厚煤層大采高綜放開采成套技術(shù)與裝備的研究。

技術(shù)創(chuàng)新解煩憂

經(jīng)過團(tuán)隊(duì)重重攻關(guān)，特厚煤層大采高綜放開采成套的技術(shù)與裝備在2012年成功研制出來，使煤炭開采厚度突破14米“特厚”難題，達(dá)到近20米的高度，成功破解了全國特厚煤層高產(chǎn)、高效、高回收率、安全開采等技術(shù)難題，填補(bǔ)國內(nèi)特厚煤層開采的技術(shù)空白，也由此獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，從而一舉走在了世界采煤行業(yè)的前列。

“設(shè)備必須在可靠性、適應(yīng)性、配套性各個(gè)方面滿足工藝要求。”楊智文介紹說，“就拿液壓支架來說，支撐能力為12000千牛的液壓支架在實(shí)際應(yīng)用中都被壓垮了，后來經(jīng)過計(jì)算與反復(fù)試驗(yàn)，我們選擇了支撐能力為15000千牛的液壓支架，才很好地適應(yīng)了井下的條件?！?/p>

當(dāng)然，開采煤炭，如果沒有通道，汽車就無法進(jìn)出。研究人員又研制出特大斷面全煤巷道高強(qiáng)度錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)及材料，揭示了特厚頂煤、特大斷面全煤巷道的變形特征，創(chuàng)立了全煤巷道預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)理論，發(fā)明了錨桿液壓張拉器，同時(shí)解決了大采高綜放開采全煤巷道支護(hù)的技術(shù)難題。

“我們把通道建得很堅(jiān)固，雖然看似成本投入有所增加，但是由于不需要維修，保證了整個(gè)支護(hù)體系處于良好的狀態(tài)，也省去了很多巷道修復(fù)工序，這樣工作面推進(jìn)快了，工作效率也得到了提高?！睏钪俏膶?duì)此解釋道。

領(lǐng)先世界繪藍(lán)圖

“過去一個(gè)工作面產(chǎn)量是100多萬噸，現(xiàn)在是1085萬噸，而且用人少、效率高，這在國際上都是一個(gè)創(chuàng)新?！睏钪俏谋硎?。

借力新技術(shù)、新設(shè)備，大同塔山煤礦年產(chǎn)量1085萬噸，不僅首次在全世界實(shí)現(xiàn)了高效、高回收率的一次開采，也是同煤集團(tuán)在年產(chǎn)量上面的一次重大突破。

目前，這項(xiàng)技術(shù)在大同、平朔、神東、新疆等13個(gè)礦區(qū)的32個(gè)煤礦都已得到推廣應(yīng)用，并且效果顯著，其中同忻礦單井單面年產(chǎn)量已達(dá)到1287萬噸。近三年來新增產(chǎn)值達(dá)564億元，新增利稅221億元，節(jié)約設(shè)備投資6.5億元，節(jié)約工程投資12.96億元。

“特厚煤層大采高綜放開采成套技術(shù)與裝備研發(fā)”的應(yīng)用與推廣，不僅填補(bǔ)了我國特厚煤層開采的技術(shù)空白，而且對(duì)解決世界特厚煤層的開采難題也起到了引領(lǐng)作用。據(jù)楊智文介紹，“目前，這項(xiàng)技術(shù)已走出國門，正在澳大利亞、俄羅斯推廣?！?/p>

下一步，同煤集團(tuán)將繼續(xù)提高煤礦裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動(dòng)化、管理信息化水平，推進(jìn)煤礦重大裝備國產(chǎn)化，重點(diǎn)開展年產(chǎn)千萬噸級(jí)綜采成套裝備，從而進(jìn)一步完善以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的煤炭科技創(chuàng)新體系。