薄煤無人開采讓“雞肋”變“真金”——峰峰集團薛村礦實現無人值守遠程自動化開采側記

文/張國偉

我國把厚度小于1.3米的煤層成為薄煤層。過去，薄煤層因開采難度大、成本高效益低而被冷落，成為煤炭儲量中“食之無味，棄之可惜”的“雞肋”。

2012年元月份，冀中能源峰峰集團薛村礦只有1.3米高的94702薄煤綜采工作面傳來喜訊，薛村礦薄煤綜采無人值守遠程自動化開采技術成功推廣應用。該面以月產原煤117280.8噸，月推進度358米，日最高推進度13.5米，最高日產4422.6噸，一舉打破全國薄煤開采記錄。

“必須早日實現無人開采”

94702工作面位于薛村礦七盤區上部，東為七盤區改造平石門及94704野青工作面（已采），南為94705野青工作面（已采），西為三水平南正巷、南副巷及南正巷轉移大巷，北為七盤區改造平石門。工作面走向長度890米，傾斜長度140米（平均），煤層厚度為1.2～1.4米，平均1.3米，工業儲量291564噸，可采儲量282817.08噸，煤層傾角 0°～30°， 平均 15°。 在這種條件下采煤，無異于在孤島中工作，在虎口中拔牙。

薛村礦“瞄準‘國內第一、世界一流’，探索遠程自動化操作，推行無人開采技術，讓極難開采的薄煤顆粒歸倉，變廢為寶，成為了真金。

早在2010年以前，薛村礦就開始探索薄煤開采新工藝，那時的薄煤開采一般采用炮采、高檔普采，生產效率低，安全性差。2010年，薛村礦在931302工作面成功使用了ZY3300/07/13D型掩護式液壓支架，拉開了薄煤開采從高檔普采向綜采過渡的序幕。

雖然解決了薄煤綜采問題，但那時的開采還需要人員在工作面來往穿梭，操作機器，頂架移溜。還存在開采效率低，人員勞動強度大，安全系數低等弊端。為了更加完善薄煤開采技術，薛村礦先后對主運輸系統、三機設備進行了多次技術改造，不斷優化配套，提高單產及效率，推動了高產高效。

2011年10月份，一個早碰頭會上，礦長安建華的一句話震驚了所有在場的人：“必須上一套薄煤綜采遠程自動化操作系統，早日實現無人開采。”

薛村礦要打造無人采煤工作面的消息立刻在全礦炸開了鍋，所有的干部職工在驚訝的同時，都為礦上能有這樣大膽的創新思維拍手叫好！因為這個設想一旦成行，他們即將告別像耗子一樣窩在一米左右高的巷道內挖煤的日子。

技術攻關，破解難題

科技是第一生產力。三機配套問題是擺在無人開采工作面的第一道坎兒。根據94702地質賦存條件，薛村礦組織機電技術專業人員展開了設備的選型工作，通過多方調研、技術求證和實地考察，最終選用了上海創力集團生產的MG160/360-BWD型電牽引采煤機。

為了找到與之配套的液壓支架和刮板輸送送機，薛村礦主動與河北天擇重型機械公司聯系，考慮到薄煤層空間狹窄，對配備SAC電液控制系統的ZY3300/07/13D型掩護式液壓支架進行了改造，液壓支架前梁去掉了800mm。定制了配備SAC電液控制系統SGZ-630/220型刮板輸送機。一系列“小型”設備的投入，減少了設備占用空間，成為了實現薄煤高產高效開采的“利器”。

解決了三機配套，另一個關鍵技術就是遠程操控。為達到遠程操控的目的，薛村礦采用先進的數字化控制技術，建立了薄煤層綜采工作面遠程監控系統平臺。具體生產時，職工可在遠離工作面幾百米外的自動化操作室，通過操作由電液控主機、數據集成主機、自動化視頻主機和采煤機遠程控制主機組成的自動化遠程操作系統，完成一系列生產流程，實現無人化開采。

這套“智能”裝備系統包括采煤機控制系統、電液控制系統、視頻控制系統等五大控制系統，關鍵環節是采煤機遠程自動化和智能跟機自動化。

采煤機遠程自動化，系統會根據工作面頂板完整、煤層穩定、采高變化不大的有利地質條件，充分發揮自動化設備人工遠程控制和準確采集數據進行 “記憶截割”兩大優勢。同時，這套系統還可實現跟機自動化，即采煤機割過煤后，液壓支架實現自動跟機移架。采煤機機身上安裝了紅外線發射器，液壓支架每架上安裝了紅外線接收器，當采煤機自機頭端向機尾端上行割煤時，通過紅外線傳輸，移架和頂溜動作也會依次完成。

由于整個數字化控制技術環節多、線路系統錯綜復雜，薛村礦打破工作面由安裝隊安裝，采煤隊使用的常規，責令負責回采94702工作面的二采區職工自己安裝工作面，從而保證了安裝質量和設備操控。

數據傳輸是保證自動化遠程操控的關鍵。自動化遠程操作主要通過光纖傳輸數據，工作面在生產期間，光纖移送過程中，易發生折曲，造成光纖折斷，導致數據無法傳輸。大家集思廣益，決定光纖在移送過程中，由機電工長在現場指揮移送，保證光纖不和其他線路纏繞，單獨移送，不出現彎曲或擠壓，使這一問題迎刃而解。

工作人員在離工作面260米以外的操作硐室操作設備

采煤機割煤過程中，拖帶的管線較多，易掉出線槽，在移架時擠壞，造成生產事故。針對這一難題，薛村礦在生產過程中，對工作面各視頻監控進行“分工”，煤壁側視頻監控主機主要觀察采煤機割煤情況，工作面液壓支架人行道視頻監控主機主要觀察采煤機后方線路和支架的移架、頂溜狀態，發現情況，立即處理。

無人開采技術使老礦井煥發了新顏

2012年元月份，薛村礦在94702薄煤綜采工作面打響了“骨縫剔肉”的第一槍。

只見采煤設備安裝在只有一桌子高的極薄煤層中，工作面看不到一個采煤工人，工作面采煤機緩緩地上下運行割煤，采煤支架自如地移架，頂溜，而采煤司機在260m以外的自動化操作室，通過安裝在工作面的視頻監控現場，并通過各類按鈕掌控著生產狀況。

“不見礦工身和影，只見煤炭滾滾來”。至此，薛村礦實現了薄煤層開采工藝質的飛躍，完成了幾代煤礦人的夢想，開創了全國、乃至世界薄煤綜采無人值守遠程自動化開采的先河。

薛村礦實現無人值守遠程自動化開采，使53年的老礦井煥發了新顏，不僅資源回收率由68%提高到98%，解放出500多萬噸煤炭，直接延長5年礦井服務年限，同時還消除了瓦斯突出危險。無人工作面的實施，使薛村礦薄煤層工作面在冊人數由原來的185人減少到117人，節省人工70余人，一年節省工資開銷476萬。月進度由高檔普采時的90米提高到現在的358米，單進凈增268米。

薄煤無人開采技術，為集團公司各礦井以及其他單位解放薄煤層，實現遠程開采提供了有效的技術指導和經驗參考。