鄭煤集團探索安全高效開采方式紀實

　　在國內煤礦開采中，“三軟”（底板、煤層、頂板松軟）煤層的開采一直是個重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”煤層的典型礦區(qū)，構造形態(tài)特殊、地質及水文條件復雜、煤層變化大、瓦斯含量高，安全生產受到嚴重制約。

 

　　7月25日下午3時，鄭州煤炭工業(yè)集團白坪煤業(yè)公司13091綜采工作面一片靜寂。

跟班隊長張力友確認安全后，命令開機，一聲令下，龐大的綜采機運轉起來，烏金瀑布似的從低位窗口傾瀉而下。張隊長指著嘩嘩的煤流，大聲告訴記者：“以前，我們采用中位放頂煤技術，每班需要50多人，月產量只有10萬噸。如今上了低位放頂煤技術后，每班減少到30多人，月產量卻提高到20萬噸以上。”

低位放頂煤技術，顧名思義就是放煤口靠近煤層底板的一種綜合開采方式。它的優(yōu)勢是安全性能好、用人少、推進速度快、煤炭回收率高。“低位放頂煤工藝的推廣運用，對鄭煤集團探索安全高效開采具有里程碑意義。”曾多次參與鄭煤集團低位放頂煤支架設計的國內知名綜采支架專家曹樹祥說。

技術要求高 單產上不去

在國內煤礦開采中，“三軟”（底板、煤層、頂板松軟）煤層的開采一直是個重大難題。鄭煤集團作為我國“三軟”煤層的典型礦區(qū)，構造形態(tài)特殊、地質及水文條件復雜、煤層變化大、瓦斯含量高，安全生產受到嚴重制約。

過去，由于是分層開采，且地質條件復雜，工作面片幫、冒頂頻繁，綜采機在推進過程中經常出現(xiàn)扎底，走不動，一個綜采隊月產只有2萬噸左右，綜合機械化長期不能發(fā)揮作用。

單產上不去的主要原因是“三軟”煤層開采對技術條件要求較高，采用分層開采不可能大幅度提高工作面的單產水平，因此必須在采煤方法上尋求突破，推廣放頂煤開采技術，也就是中位放頂煤技術。

1988年，鄭煤集團在米村礦試用綜合機械化放頂煤開采工藝。后又與中國礦業(yè)大學合作，承擔了省重點攻關項目《河南省不穩(wěn)定難采煤層的開采技術——米村礦“三軟”不穩(wěn)定厚煤層綜采放頂煤技術》的研究，取得突破性進展。

該項目的完成使綜采放頂煤工作面單產由每月2萬噸提高到每月5.8萬噸，實現(xiàn)了單產翻番。初戰(zhàn)告捷，鄭煤集團繼續(xù)進行高產高效礦井建設技術的全面試驗研究，在核心關鍵技術上取得了重大突破。特別是工程技術人員發(fā)明的“懸掛式提底座快速移架裝置”，使綜采放頂煤工作面最高單產提高到每月17萬噸，是鄭煤集團“三軟”綜放開采的第一次革命。

但是，隨著礦井進入深部開采，加之中位放頂煤技術受架型限制，結構性缺陷逐漸暴露。一是后部空間狹小，容易積煤導致側翻，需人為翻入后部清煤，工人勞動強度大，而且不安全；二是經常出現(xiàn)片幫現(xiàn)象，需要人在煤壁支護；三是支架底座前端壓力大，前底座容易扎底；四是放煤期間存在脊背損失，窗口以下的煤難以回收，回收率只有84%。

鄭煤人經過多年探索認為，中位放頂煤技術已不能滿足建設安全高效礦井的需要，必須進一步改革開采工藝，才能大幅度提高煤炭產量，保障安全生產。

白坪煤業(yè)公司的嘗試

去年初，鄭煤集團總經理張明劍提出，要按照多上設備少上人的原則，強力推行低位放頂煤技術。他先后組織人員進行實地考察，認為低位放頂煤技術比較適合該集團的“三軟”不穩(wěn)定煤層。

隨后，鄭煤集團組織工程技術人員與知名專家合作，針對中位放頂煤技術的弊端進行攻關。把支架放煤口下移1米，提高了回收率，而且支架控頂距大，直接頂跨落時對煤壁的破壞小，對煤壁的保護能力大大提升，避免了片幫現(xiàn)象的發(fā)生。在支架的伸縮頂梁千斤頂、拉后部運輸機千斤頂與推移千斤頂液壓管路中間增設雙控液壓單向閥。在操作拉架時，伸縮梁千斤頂會收縮，拉后部千斤頂會伸出，減少了支架操作步驟，避免了錯誤操作。在支架立柱中間設置行人通道，保證了工人操作安全。

在攻關過程中，綜采支架專家曹樹祥對鄭煤集團白坪煤業(yè)公司進行了實地考察，結合鄭煤集團“三軟”煤層綜放開采技術的成功經驗，設計出低位放頂煤技術方案。鄭煤集團萬合公司根據(jù)圖紙加工出低位放頂煤綜采支架，并于今年5月在白坪煤業(yè)公司13091綜采工作面進行了試驗。經過兩個多月的調試，取得了良好的效果。

低位放頂煤技術在白坪煤業(yè)公司的試驗成功，極大鼓舞了鄭煤集團工程技術人員的信心，標志著該集團在高產高效礦井開采方面又上了一個新臺階：一是安全性高，支撐力強，能夠有效減少頂板位移量，方便端頭維護；二是操作方便，低位放頂煤支架不需要落后部，減少了生產工序，減輕了工人勞動強度；三是低位放頂煤支架工作阻力大，放煤口靠后，煤炭回收率能提高到95%以上；四是支架前后部運輸能力強，提高了工作面推進速度和生產效率。

“低位放頂煤是鄭煤集團開采技術的第二次革命，它把工人從繁重的體力勞動中解放出來，實現(xiàn)了多上設備少上人的目標。我們要把白坪的經驗拿到鄭煤集團骨干礦井推廣，做到遍地開花，最大限度地提高煤炭產量，減少人員投入，提高人均工效，保障安全生產。”鄭煤集團董事長孟中澤說。