铁能公司小青矿：在极薄煤层开采技术上作出“厚文章”

2014-08-09姜磊

中国煤炭工业 2014年7期

文/姜磊

文/姜磊

随着煤炭资源逐年开采，辽宁铁法矿区中厚及厚煤层资源日益枯竭，薄煤层煤炭资源因作业空间狭小、开采技术复杂、设备安装检修难度大等原因处于呆滞或弃采状态。铁法矿区1.3米以下薄煤层储量3.4亿吨，占煤炭总储量的24.3%，其中0.8至1.2米极薄煤层储量2.47亿吨，占总储量的17.6%，占薄煤层储量的72.5%。开采薄煤层，尤其是极薄煤层，对于公司整合煤炭资源，提高煤炭利用率具有十分重要的意义。

辽宁铁法能源公司小青矿是国内首个应用刨煤机开采薄煤层的矿井，在1.2米以上薄煤层开采技术上始终处于国内领先水平，并在13年的薄煤层开采实践中积累了宝贵经验。截至2013年底，小青矿已回采了34个薄煤层工作面，累计出煤1392.5万吨。

2014年初，小青矿瞄准1米以下极薄煤层自动化开采这一世界性难题，对刨煤机设备和开采技术进行了技术革新，经过反复实践和攻坚克难，于3月份在大兴矿北翼东902工作面（平均采高0.9米）的极薄煤层开采工业试验项目上获得了成功，填补了国内1米以下极薄煤层安全、高效开采的技术空白。

科学选型设备，大力进行技术革新

为实现极薄煤层机械化落煤、采空区自然垮落、自动化无人或少人控制，小青矿对原有刨煤机设备系统进行了科学选型，确保极薄煤层自动化开采技术适合开采煤层厚度在0.8至1.6米，倾角小于15度，起伏小于6度的极薄煤层。

为适合1米以下极薄煤层刨煤机生产技术的需要，小青矿选取刨头最低高度为800毫米的GH9-38Ve/5.7N型刨煤机，保证了采煤作业过程中不割顶、不破底。为降低液压支架支护高度，保证顶板支护强度，小青矿采用有效支撑高度为1650毫米，最小支护高度为800毫米，伸缩比大，能够适应极薄煤层煤厚变化的ZY4800/06/ 16.5型液压支架，确保符合顶板支护要求。为保证极薄煤层开采的运输能力，小青矿采用电机功率为200/400千瓦，输送能力为每小时2500吨，中部槽尺寸为1505× 1534×569毫米的DBT-PF3/822型运输机，保证了运输系统运行的平稳顺畅。

为适应大兴矿北翼东902极薄煤层工作面安全生产的需要，小青矿对刨煤机设备进行了14项技术改造，有效提高了刨煤机设备对极薄煤层开采环境的适应性。

在对端头支架改造过程中，小青矿将端头支架宽度由1430毫米改造为1270毫米，降低了端头支架宽度，减小了端头支架承受压力，避免了端头支架死架现象发生。

在运输机系统改造过程中，小青矿对运输机电缆槽进行了压缩设计，使电缆槽高度由170毫米压缩至70毫米，降低了运输机整体高度；将电话、急停开关改造到电缆槽下方，把扩音电话电源线及环形供液管固定到中间槽下方，增大了施工作业人员行走空间；对4根运输机机尾电机、刨煤机机尾电机的供电电缆由回顺接入，并分别安设了移动变电站和开关，在运顺设置了同步运行系统，做到了供电电缆不走工作面，降低了工作面电缆的占用空间；对机头、机尾下方铰接性进行了改造，将铰接式连接方式改为可旋转定位轴式连接方式，使机头、机尾可以自由调向，不但防止了运输机拉回头煤现象，还使运输机头总高度降低了200毫米以上，运顺巷道高度降低了0.2米。

在对液压支架系统改造过程中，小青矿对电液控制器进行前移500毫米，并由螺栓固定改造为滑道销固定，使电位控制器可以前后推拉300毫米，保证了施工作业人员的行走空间；甩掉了侧护千斤顶阀管和抬柱脚管路，简化了管路附件，减轻了各类管线的挤压程度；为缩小巷道断面，研制了1240毫米窄小端头支架，将运输机机头阶梯式推移梁改为一字水平梁，缩小了端头设备体积，改善了端头架支护质量。

同时，应用“分区域供电”技术，在工作面分别设置了变电列车，利用变电所两台高开为运输机、刨煤机机头、机尾电机进行独立供电，降低了电气故障的发生率；采用了“集中控制”技术，通过控制运输机机头和机尾两组开关启动，做到了一台开关有故障另一台开关断开，实现了同步启动、同步保护功能；对刨煤机自动化控制系统增加了压力检测、自动推移、成组自动推移等6项功能，取得了人工远程无人操作技术的新突破。

强化安全生产管理，规范标准化操作行为

强化工作面安全生产管理。小青矿从保证工程质量入手，严格控制顶板、运输机、液压支架、调斜装置工作状态，刨煤机每自动完成0.6米一个正规循环作业后，对工作面进行设备停机，组织操作人员、巡查人员、端头作业人员对顶底板变化情况、采高控制情况、运输机状态、液压支架接顶状态及初撑力等进行全面检查，确认具备继续生产条件后，进行下一循环作业。

极薄煤层工作面现场

小青矿还根据工作面实际情况，及时调整回采过程中设备技术参数，杜绝了超设备生产能力运行现象。同时，加大了设备日常检修维护力度，严格实行了“设备包机管理制度”，将责任落实到人，体现到岗位，提高了员工主动参与设备检修维护的积极性，有效减少了设备故障率，保证了生产作业的顺畅进行。尤其对刨煤机牵引链进行严格测试，发现刨链磨碎、变形及出现裂纹现象，及时进行更换，保证刨头运行正常。

与此同时，进一步规范了员工标准化操作行为，要求工作面巡视人员必须熟练掌握自动化控制系统的相关知识，具备操作各种设备的能力，并时刻关注刨煤机运行状态和急停开关位置，保证随时能够对设备停机，确保作业人员安全。在刨煤机回采过程中，要求所有作业人员严禁身体各部位探入电缆槽上方，对需要处理的安全隐患和设备故障，必须设监护人，并在设备停机状态下进行处理。

小青矿1米以下极薄煤层自动化开采工业性实验的成功，破解了1米以下极薄煤层工作面由于作业空间狭小对设备能力、适应性、自动化控制等技术制约难题，为下一步推广极薄煤层开采技术积累了宝贵经验。