薄煤无人开采让“鸡肋”变“真金”——峰峰集团薛村矿实现无人值守远程自动化开采侧记

文/张国伟

我国把厚度小于1.3米的煤层成为薄煤层。过去，薄煤层因开采难度大、成本高效益低而被冷落，成为煤炭储量中“食之无味，弃之可惜”的“鸡肋”。

2012年元月份，冀中能源峰峰集团薛村矿只有1.3米高的94702薄煤综采工作面传来喜讯，薛村矿薄煤综采无人值守远程自动化开采技术成功推广应用。该面以月产原煤117280.8吨，月推进度358米，日最高推进度13.5米，最高日产4422.6吨，一举打破全国薄煤开采记录。

“必须早日实现无人开采”

94702工作面位于薛村矿七盘区上部，东为七盘区改造平石门及94704野青工作面（已采），南为94705野青工作面（已采），西为三水平南正巷、南副巷及南正巷转移大巷，北为七盘区改造平石门。工作面走向长度890米，倾斜长度140米（平均），煤层厚度为1.2～1.4米，平均1.3米，工业储量291564吨，可采储量282817.08吨，煤层倾角 0°～30°， 平均 15°。 在这种条件下采煤，无异于在孤岛中工作，在虎口中拔牙。

薛村矿“瞄准‘国内第一、世界一流’，探索远程自动化操作，推行无人开采技术，让极难开采的薄煤颗粒归仓，变废为宝，成为了真金。

早在2010年以前，薛村矿就开始探索薄煤开采新工艺，那时的薄煤开采一般采用炮采、高档普采，生产效率低，安全性差。2010年，薛村矿在931302工作面成功使用了ZY3300/07/13D型掩护式液压支架，拉开了薄煤开采从高档普采向综采过渡的序幕。

虽然解决了薄煤综采问题，但那时的开采还需要人员在工作面来往穿梭，操作机器，顶架移溜。还存在开采效率低，人员劳动强度大，安全系数低等弊端。为了更加完善薄煤开采技术，薛村矿先后对主运输系统、三机设备进行了多次技术改造，不断优化配套，提高单产及效率，推动了高产高效。

2011年10月份，一个早碰头会上，矿长安建华的一句话震惊了所有在场的人：“必须上一套薄煤综采远程自动化操作系统，早日实现无人开采。”

薛村矿要打造无人采煤工作面的消息立刻在全矿炸开了锅，所有的干部职工在惊讶的同时，都为矿上能有这样大胆的创新思维拍手叫好！因为这个设想一旦成行，他们即将告别像耗子一样窝在一米左右高的巷道内挖煤的日子。

技术攻关，破解难题

科技是第一生产力。三机配套问题是摆在无人开采工作面的第一道坎儿。根据94702地质赋存条件，薛村矿组织机电技术专业人员展开了设备的选型工作，通过多方调研、技术求证和实地考察，最终选用了上海创力集团生产的MG160/360-BWD型电牵引采煤机。

为了找到与之配套的液压支架和刮板输送送机，薛村矿主动与河北天择重型机械公司联系，考虑到薄煤层空间狭窄，对配备SAC电液控制系统的ZY3300/07/13D型掩护式液压支架进行了改造，液压支架前梁去掉了800mm。定制了配备SAC电液控制系统SGZ-630/220型刮板输送机。一系列“小型”设备的投入，减少了设备占用空间，成为了实现薄煤高产高效开采的“利器”。

解决了三机配套，另一个关键技术就是远程操控。为达到远程操控的目的，薛村矿采用先进的数字化控制技术，建立了薄煤层综采工作面远程监控系统平台。具体生产时，职工可在远离工作面几百米外的自动化操作室，通过操作由电液控主机、数据集成主机、自动化视频主机和采煤机远程控制主机组成的自动化远程操作系统，完成一系列生产流程，实现无人化开采。

这套“智能”装备系统包括采煤机控制系统、电液控制系统、视频控制系统等五大控制系统，关键环节是采煤机远程自动化和智能跟机自动化。

采煤机远程自动化，系统会根据工作面顶板完整、煤层稳定、采高变化不大的有利地质条件，充分发挥自动化设备人工远程控制和准确采集数据进行 “记忆截割”两大优势。同时，这套系统还可实现跟机自动化，即采煤机割过煤后，液压支架实现自动跟机移架。采煤机机身上安装了红外线发射器，液压支架每架上安装了红外线接收器，当采煤机自机头端向机尾端上行割煤时，通过红外线传输，移架和顶溜动作也会依次完成。

由于整个数字化控制技术环节多、线路系统错综复杂，薛村矿打破工作面由安装队安装，采煤队使用的常规，责令负责回采94702工作面的二采区职工自己安装工作面，从而保证了安装质量和设备操控。

数据传输是保证自动化远程操控的关键。自动化远程操作主要通过光纤传输数据，工作面在生产期间，光纤移送过程中，易发生折曲，造成光纤折断，导致数据无法传输。大家集思广益，决定光纤在移送过程中，由机电工长在现场指挥移送，保证光纤不和其他线路缠绕，单独移送，不出现弯曲或挤压，使这一问题迎刃而解。

工作人员在离工作面260米以外的操作硐室操作设备

采煤机割煤过程中，拖带的管线较多，易掉出线槽，在移架时挤坏，造成生产事故。针对这一难题，薛村矿在生产过程中，对工作面各视频监控进行“分工”，煤壁侧视频监控主机主要观察采煤机割煤情况，工作面液压支架人行道视频监控主机主要观察采煤机后方线路和支架的移架、顶溜状态，发现情况，立即处理。

无人开采技术使老矿井焕发了新颜

2012年元月份，薛村矿在94702薄煤综采工作面打响了“骨缝剔肉”的第一枪。

只见采煤设备安装在只有一桌子高的极薄煤层中，工作面看不到一个采煤工人，工作面采煤机缓缓地上下运行割煤，采煤支架自如地移架，顶溜，而采煤司机在260m以外的自动化操作室，通过安装在工作面的视频监控现场，并通过各类按钮掌控着生产状况。

“不见矿工身和影，只见煤炭滚滚来”。至此，薛村矿实现了薄煤层开采工艺质的飞跃，完成了几代煤矿人的梦想，开创了全国、乃至世界薄煤综采无人值守远程自动化开采的先河。

薛村矿实现无人值守远程自动化开采，使53年的老矿井焕发了新颜，不仅资源回收率由68%提高到98%，解放出500多万吨煤炭，直接延长5年矿井服务年限，同时还消除了瓦斯突出危险。无人工作面的实施，使薛村矿薄煤层工作面在册人数由原来的185人减少到117人，节省人工70余人，一年节省工资开销476万。月进度由高档普采时的90米提高到现在的358米，单进净增268米。

薄煤无人开采技术，为集团公司各矿井以及其他单位解放薄煤层，实现远程开采提供了有效的技术指导和经验参考。