引领世界采煤技术新潮流

文/倪小红

年轻的时候，曲志欣做过这样的梦——自己在井下拿着手机跟家人通话，井下割煤的设备仿佛有了思考的能力会自己动，甚至梦到自己穿着干净的衣服在地面按下一个按钮煤便听话地纷纷落下……

“我是一个煤二代，生在矿山，长在矿山，看过太多矿工兄弟的血泪，听过太多矿山妇孺的悲泣。我的父亲和大哥就是在矿难中永远离开了这个世界。我、我的妈妈、嫂子以及许许多多和我一样的矿山人，最大的心愿就是让矿山不再有危险，不再有矿难。”今年已经52岁的曲志欣是全国劳动模范、“感动中国”十大杰出矿工，在黄陵矿业公司一号煤矿工作了29年，他对于煤炭的种种梦想也在今天已经部分实现。

“黄陵矿业公司一号煤矿的发展变化确实太大了、太快了！比如，现在一号煤矿是世界上第一家实现地面采煤的煤矿！”曲志欣说道。

曲志欣所在的黄陵矿业公司一号煤矿坐落于中国革命圣地延安，位于桥山脚下沮水河畔。该矿于1991年12月开工建设，是国家“八五”重点建设项目和20项兴陕工程之一。井田面积184.2平方公里，2#煤层为唯一可采煤层，煤层厚度0.8~4.69米，平均厚度2.18米，剩余地质储量4.25亿吨，剩余可采储量3.32亿吨，核定生产能力为600万吨/年。矿井下设16个部室、14个区队，共有职工1350人。矿井采用平硐分区式开拓方式、综合机械化走向长壁式采煤法、抽出式通风方法、全部跨落管理顶板法，主运输方式为胶带运输机，辅助运输方式为防爆无轨胶轮车，机械化程度100%。目前，井下六、八盘区为生产盘区，十盘区为准备盘区。

这是一座有着辉煌业绩的矿井，在煤炭生产领域曾创造和打破了多项全国乃至世界纪录，矿井先后荣获全国五一劳动奖状、国家级绿色矿山试点单位、全国煤矿瓦斯防治先进集体、全国煤炭工业安全高效矿井、中国最美矿山等荣誉，智能化开采处于行业领先水平。

开煤矿无人综采先河

为了提高资源回收率，薄厚、肥瘦搭配开采，降低职工劳动强度，改善职工作业环境，一号煤矿薄煤层开采课题早在2012年就被提上了议事日程，并在矿业公司安排下成立了领导机构，负责薄煤层智能化开采设备的调研、选型工作。

2013年11月，一号煤矿把智能化无人开采技术应用列入全矿年度工作重点和重大科技攻关项目，及时成立了由矿领导、工程技术人员、队干和高技能工人组成的科技攻关小组，与设备厂家技术人员密切配合，协调解决、研究设备安装调试过程中存在的各种问题。

曲志欣，这个黄陵矿区响当当的综采三队采煤队长，毫不犹豫地接受了国产智能化无人综采成套技术装备工业实验的任务，亲自在班前会上宣传国产智能化无人综采成套设备的重要意义，并要求队干在每天三个班前会反复灌输推行智能无人开采给职工带来的好处以及对全国煤炭行业产生的深刻影响。在安装调试设备的日日夜夜，综采三队的干部职工几乎放弃了所有的节假日，曲志欣几乎天天失眠，心里老是想着设备调试的事情，每天四点多就醒来，短短的几个月，白发在不经意之间爬满了头。

超前支架

在黄陵矿业公司有关部门和矿领导的大力支持下，一号煤矿机电部部长符大利和工程技术人员、综采三队职工认真探索、集思广益、反复研究，拿出了一个又一个行之有效的解决方案，彻底扫清了技术攻关路上的所有障碍。

他们联合厂家对采煤工艺进行改进，编制了符合一号煤矿生产实际的采煤工艺，在有效解决回刀扫煤不彻底及三角煤截割难度大的基础上，实现了端头支架自动跟机，对煤机内外喷雾重新设计改造，提高了煤机喷雾效果。他按照远程供液水处理过滤的精度要求，在水处理二级过滤前自行加工设计了一个25微米筒式过滤器，有效解决了原有水处理系统瘫痪的故障。整个安装调试期间，一号煤矿先后解决各类故障难题66个，为顺利完成智能化无人综采成套设备工业实验任务奠定了坚实的基础。

2014年，经安装调试，智能化无人开采技术在一号煤矿1001工作面成功运行，同年5月通过了陕煤化集团的验收和中国煤炭工业协会的科技成果鉴定，达到了国际领先水平。

2014年11月，国家煤矿安监局行管司、陕西省安全监管局、陕西煤矿安监局对一号矿智能化无人开采的具体做法和经验成效进行了调研，并总结提炼了以“五新、六高、七到位”为主要内容的黄陵矿业公司一号煤矿国产综采装备智能化无人开采技术经验材料，在全国煤炭系统产生了广泛而深远的影响。2015年5月及6月，一号煤矿作为主会场，分别承办了全国煤矿自动化开采技术现场会、陕煤化集团自动化开采技术现场会，智能化无人开采技术得到了煤炭行业各级领导和同仁的一致肯定。

目前，该套设备已经平稳高效地回采1001、1002、1003、1004四个智能化工作面，推进长度7371米，完成原煤产量519万吨。

智能化工作面

实现矿井无人则安、少人则安

推动煤矿生产技术创新、升级转型、安全发展，智能化开采是主攻方向，是中国能源革命的要求，也是世界煤炭技术变革的发展趋势。为了更好更快地实现“机械化换人、自动化减人”，一号煤矿始终没有停止探索的步伐。2015年，一号煤矿投资1.07亿元，将智能化无人开采技术推广应用到中厚煤层的开采中，同年3月完成中厚煤层智能化装备设计选型工作，9月设备到矿开始802智能化无人综采工作面的安装工作，10月完成了首个中厚煤层智能化工作面的调试工作，达到了预期的设计目标，具备在地面监控中心和顺槽监控中心远程操控采煤作业的常态化，实现了安全高效、稳定运行。

在中厚煤层智能化无人工作面安装调试期间，一号煤矿科学组织、详细部署、自主完成了井下监控中心所有监控设备、通讯设备、电源箱和环网设备等安装工作，其中包含185台电液控设备、3000余根通讯缆线、640个传感器。对暴露出来的问题积极响应、集体攻关，做到“问题不过夜、隐患不越过”，提高了设备调试进度。同时，一号煤矿始终坚持在安装、调试中不断创新的原则，先后完成了“一键启停随动视频安全确认”系统研究与应用、超前支架远程控制系统研究与应用、运输机减速箱透气塞改进、工作面扩音电话改进、遥控接收天线改进、采煤机摇臂连接架注油孔改进、液压支架反冲洗改进、液压支架配液板改进、摄像仪位置改进、转载机封底板等创新改造。其中，“一键启停随动视频安全确认”系统研究与应用，是在Longwallmind 3.0自动化软件的基础上开发的一套重点部位视频监控系统，当控制台处于“一键启停”状态时，采煤机主机会自动切换为“胶带机+运输机、转载机+采煤机滚筒”的“一键启停随动视频安全确认”视频监控画面，实时显示操作设备的现场状况，同时对自动化软件语音延时程序进行调整，实现监控中心天玛语音预警和井下工作面华宁语音预警的完美契合，为全工作面所有操作人员提供语音预警信息，达到了“一键启停”过程中安全管理的目的。

运输机减速箱透气塞的改进，有效提高了减速箱排气孔高度，杜绝了透气塞漏油现象，确保了运输机安全运行。另外，采煤机摇臂连接架注油孔的改进，使销轴得到充分润滑，有效杜绝了异响、卡死的现象，减少了对摇臂升降的影响。截至目前，在该项目调试运行过程中共解决各类故障难题35个，取得创新成果14项，其中3项成果正在申请专利。

该套设备现在可以平稳高效地完成802、621工作面回采任务，推进长度5014米，完成原煤产量365万吨，现正在回采623工作面，已推进2700余米。

经济效益和社会效益上去了

在一号煤矿地面指挥中心，采煤机司机刘锦和综采支架工何厚水身着白色短袖衬衣，胸佩工牌，进入工作岗位。他们娴熟地通过地面指挥控制中心的控制系统操控按钮，启动了井下综采工作面各个生产设备，而此时在井下400米的地方，大量煤炭资源已连续不断地开采出来。

说到智能化无人开采，刘锦眉开眼笑，乐得合不拢嘴。他说：“自从引进智能化无人开采技术之后，采煤机司机不用在机器轰鸣、粉尘扑面的环境里工作，也不用在工作面往返行走，远离了采煤机割煤时煤块弹射造成的伤害，避免了喷雾水淋湿衣服湿痒难受的苦恼。现在通过监控中心就能将煤炭开采出来，真正体会到了高级蓝领的滋味，感受到了快乐工作的幸福。”

支架监控工何厚水不等我们发问，就谈了自己的体会：“现在和过去相比简直是天壤之别，以前进行移架推溜作业，腰都伸不直，一不小心胳臂和腿脚就会碰到支架上，脊背经常被支架擦伤，一个班在狭小的支架中间走动6至8个来回，消耗很多体力。现在，支架和采煤机实现了联动作业，通过监控中心便可完成支架作业。”

一号煤矿智能化综采工作面产生的经济效益、社会效益十分明显。黄陵矿业公司总经理师永贵为记者算了一笔账：“与同类型的智能化综采设备相比，选用国产设备可节约设备采购费3000万元左右，每年节约材料费近100万元。一号煤矿工作面地质条件差，煤层较薄，时有夹矸且分布不均匀，但仍然创造了单班无人化连续推进8刀30架的最高纪录，月生产能力达到17万吨以上。如果将设备安装在地质条件较好、煤层分布均匀且平均厚度在2.4米左右的三盘区综采工作面，预计单班生产能力可达到8刀以上，月生产能力将轻松突破24万吨。”

谈到减员增效，曲志欣告诉记者：“与过去相比，目前生产期间工作区域由原来的9人联合操作（煤机司机 3 人、支架工5人、运输机司机1人）减至1人巡视，仅此一项每年就能节约500 多万元，工效达到133吨/工。”

据悉，2015 年1月，智能化工作面两顺槽超前支架经过升级改造具备了自动化控制功能，由原来的24人单体支护减至12人遥控操作，每年能节约300万元。通过两次升级改造，生产班每年节约人工成本800 万元以上。

一号煤矿在国内率先实现了地面远程操控采煤，达到了国际领先水平。它不仅使宝贵的煤炭资源得到充分开发利用，更为重要的是把矿工从艰苦危险的环境和超强的体力劳动中解放出来，真正维护了职工的生命权、健康权和全面发展的权利，使煤炭职工的主人翁的地位得到了充分体现和有效落实，同时为建设本质安全型矿井探索出一条新路，具有里程碑式的重要意义。

引领智能化矿山发展方向

2016年4月7日，国家发展改革委、国家能源局联合下发发改能源[2016]513号《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，对未来煤炭行业的发展进行了详细规划。一号煤矿将依托国家“煤矿智能化开采技术创新中心”，自主开发“互联网+智能化综采管理平台、智慧矿山”；研究探索综采两端头多功能异形端头支架及自动化控制系统，解决利用液压单体支柱人工补打切顶柱的现状，并全面实现远程控制；探索研究综采工作面应用无线wifi技术及顺槽设备列车自移装置，最终实现综采工作面所有设备地面操控全覆盖、井下作业区域少人巡视常态化开采技术；研究探索掘进工作面智能控制系统，实现远程控制，切实降低工人劳动强度，改善工作环境；搭载“互联网+智慧矿山”探索研究瓦斯治理打钻数据精确计量、井下水情实时监测等灾害治理远程自动化监测集成技术，确保灾害治理更科学、更合理；探索智能化装备适应性、机械可靠性和调控精准性等技术难题，实现综采工作面智能化配套设备高稳定性、高精度调控、高精度智能识别以及高适应性。