“留”出减人提效的新路子
——冀中股份章村矿机械化沿空留巷技术研究应用侧记
“复杂薄煤层工作面机械化沿空留巷技术的成功应用,将工人从高危、恶劣的工作环境中解放出来,用机器代替了人工作业,留巷每米用工减少到4人左右,与原沿空留巷相比较,减幅达50%以上,真正做到了机械化换人、自动化减人。”冀中股份章村矿技术部部长常开志介绍道。
沿空留巷技术作为煤矿采煤工作中一项重要的技术,可以降低万吨掘进率,有效提高回采率,降低煤炭损失,最大限度回收煤炭资源。早在2008年,章村矿为解决4224采区区段少、无法进行跳采的难题,开始应用沿空留巷无煤柱连续开采技术,减少了巷道开采量,取得了一定成效,但也暴露出很多问题。
“留巷段受采动压力影响,巷道顶板下沉,底鼓、帮鼓变形量大,留巷围岩变形严重,巷道围岩稳定性控制难度大,需要大量人员进行留巷维护工作。”
“留巷段内支设单体密集,作业空间狭小,无形中增加了职工劳动强度。同时留巷支撑压力区内受矸石跨落影响,液压单体损坏率高达30%。”
“留巷后路卧底扩帮整修时,需要铺设多部刮板输送机接力出渣,岗位工多,机电事故率高,设备检修维护量大。”
面对大量的难题,章村矿以问题为导向,不断研究改进沿空留巷技术,想方设法改善沿空留巷作业条件,降低留巷成本,提高留巷效率。2017年,为解决留巷受采动压力造成的变形严重问题,章村矿开始研究并试验预裂爆破切顶卸压沿空留巷技术,通过超前工作面预裂爆破切顶卸压技术,将留巷空区侧顶板沿留巷巷道煤壁通过聚能爆破切开一条缝,使工作面推过后空区侧顶板沿切缝垮落,阻断压力传递通道,减小留巷压力。
“我们在31采区3100运煤巷进行了30多米的试验爆破,结合高强度锚索支护后,留巷围岩变形得到了较好的控制,在工作面回采期间及留巷期间,充填墙体及周边围岩基本保持稳定,围岩变形量较小,达到了预期效果要求。”章村矿技术部技术主管吴方超介绍说。随后,将此技术成功运用于26采区2608工作面下巷,留巷320米,节约留巷维护费用44.6万元,减少了巷道开掘工程量,提高了采区资源回收率,实现了邻面接替连续开采。
“我们要大力推广‘机械化换人、自动化减人’技术,将全新的思维、标准、战法、装备、训练、手段,运用到2下3103工作面设计、掘进、安装、回采各个环节,打造成为人工干预下少人自动化工作面。”2019年初,在章村矿四届一次职代会上,矿长单福友明确提出走“机械化换人、自动化减人”高质量发展之路的设想,大力推广应用新技术、新设备、新工艺,进一步提升矿井自动化水平,实现减人提效。
在2下3103自动化工作面建设过程中,章村矿结合自动化工作面建设的需要,对沿空留巷技术工艺进行改进优化。通过超前工作面预裂爆破切顶卸压技术,结合自制的可伸缩U型钢支架配合双层金属网对留巷空区侧进行挡矸和支护,巷道顶、底移近量减少50%至60%,大大减小了巷道变形量,节约了维护成本。
为了真正实现“机械化换人、自动化减人”,他们还积极研究机械化沿空留巷配套设备。通过走访设备厂家、多次商讨研究,最终采用转载机配合永磁电动滚筒皮带,配套一台巷道修复机卧底出渣的方式,取代传统多部刮板输送机接力运输模式,简化了运输环节,大大降低了机电事故率,且维护费用低,在留巷空间小的不利因素下有效地降低了人工劳动强度,提高了工作效率。采用机械化沿空留巷系统进行技术优化后,2下3103工作面留巷节约成本220万元,并继续将该项技术在2下3101工作面进行推广应用。从2008年实现沿空留巷无煤柱连续开采,到2019年建成复杂薄煤层工作面机械化沿空留巷,章村矿不断采用新的生产工艺和技术装备,走出了一条适合自身需要的高质量发展之路,为推进矿井“四化”建设积累了宝贵经验。
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。今后,章村矿将坚持“向科技创新要效益”和“无人则安、少人则安”的发展理念,从装备、技术、管理方面进行创新,不断加快矿井机械化、自动化建设步伐。
(冀中股份章村矿 吕胜阳)