探索實現急傾斜和薄煤層安全高效開采

川煤集團是由攀枝花、芙蓉、廣能、達竹、廣旺5個礦務局整合而成的國有獨資大型煤炭企業。集團共有34對礦井，其中生產礦井24對，基建礦井10對。設計生產能力2 053萬t/a，核定能力1 653萬t/a。

川煤集團資源賦存條件差，煤層特點是“一大一薄”。“大”指煤層傾角大，傾角大于35°的大傾角和急傾斜煤層資源量占45%；“薄”指煤層厚度薄，1.3 m以下的薄和極薄煤層占60%（其中，0.8 m以下的極薄煤層占30%）。礦井地質構造復雜，斷層、陷落柱、褶曲多，節理、裂隙發育，煤層結構復雜，頂、底板穩定性差。水、火、瓦斯、煤塵、硫化氫等各種災害嚴重，34對生產和基建礦井中，有高瓦斯礦井10對，煤與瓦斯突出礦井18對。

面對這樣的情況，川煤集團依靠科技進步，堅持自主創新，實現了急傾斜和薄煤層綜合機械化開采。

采煤機械化之路

川煤集團成立11年來，克服了煤層賦存條件差、地質構造復雜、災害嚴重等困難，采煤機械化得到快速發展。

川煤集團的機械化之路，起源于煤炭市場走入低谷的20世紀90年代后期。當時的華鎣山廣能集團面臨和現在相似的情形，在困難面前，廣能集團堅持了創新發展理念，與西安科技大學合作，攻克了大傾角綜采的世界難題，提高了生產效率、扭轉了安全被動局面，也使華鎣山廣能集團擺脫了困境，為川煤集團走向機械化道路打下了良好的基礎。

2005年川煤集團成立之初，受裝備和技術限制，急傾斜煤層采用倒臺階、柔性掩護支架等采煤方法，薄煤層和極薄煤層采用炮采或人工采煤方法，導致機械化水平低（全集團綜采率僅23.2%）、安全狀況差（百萬噸死亡率高達2.54人/百萬噸）、用人多、效率低、效益差。要實現急傾斜和薄煤層安全高效開采，機械化是唯一出路。在國內外研究較少，沒有成熟的裝備和技術的情況下，川煤集團決定以自主創新為主，開展技術攻關和推廣應用。

構建科學的技術創新體系

川煤集團一是建立了完善的三級技術創新機構。分別是屬于國家級技術中心的川煤技術中心本部、包含5家省級技術中心的各子公司技術中心和各礦廠技術開發部門。

二是建立了完善的科技管理制度。在科技方面形成了全過程的激勵機制和創新考核機制，激發了廣大工程技術人員的創造性。

三是建立了完善的自主研發基地。在廣能嘉華機械公司建立了大傾角和急傾斜煤層、薄和極薄煤層“三機”裝備的自主研發基地，研制成套設備，探索機械化采煤工藝。

大力攻克機械化開采技術難題

一是實現急傾斜煤層綜采。川煤集團從2006年起開始攻克急傾斜（大于45°）綜合機械化開采這一世界級的難題，當時在全國乃至世界都沒有急傾斜煤層走向長壁綜合機械化開采的先例。借鑒大傾角綜合機械化開采經驗，川煤集團下屬的廣能嘉華機械公司研發出具有自主知識產權的急傾斜綜采“三機”裝備，2008年率先在廣能公司綠水洞煤礦實施，在平均傾角50°、局部最大傾角56°的工作面開采獲得成功，之后又在李子埡煤礦獲得成功。

在此基礎上，2012年廣能公司李子埡南二井“三軟”急傾斜煤層試采成功，平均傾角達56°以上。同年，川煤集團研發了廣旺公司代池壩礦和唐家河礦堅硬頂、底板情況下的急傾斜（大于48°）綜合機械化開采裝備及工藝，使該公司礦井綜合機械化開采實現了零的突破。目前，廣能綠水洞煤礦急傾斜綜采局部最大傾角已突破70°。

2014年，川煤集團攻克了急傾斜厚煤層一次采全高綜合機械化開采的世界難題，在攀煤公司花山礦獲得成功。在傾角大于45°最大采高達5.5m的煤層實現綜采一次采全高，平均月產6.6萬t，最高月產8.7萬t。該套設備的液壓支架和端頭支架都是自主研發和制造。

二是實現薄和極薄煤層綜采。為解決李子埡煤礦下分層薄煤層（平均煤厚0.85 m）綜采技術難題，川煤集團2006年在國內進行了課題公開招標。因為課題難度太大，沒有單位能夠解決，導致招標失敗。在國土資源部、省科技廳等上級部門支持下，川煤集團自主研制了薄煤層騎鏟板懸臂式采煤機綜采成套裝備，實現0.8～1.3 m薄煤層雙滾筒采煤機綜合機械化高效開采。項目于2012年獲得成功，在平均煤厚0.85 m的李子埡煤礦下分層工作面，月產量達3萬t。解放了難利用的李子埡下分層約1 040萬t煤炭資源，延長礦井服務年限約9年。與有關單位合作，還解決了極薄煤層因空間狹小配套困難的世界性難題，研制成功爬底式電牽引采煤機，2011年在達竹公司斌郎礦實現了極薄煤層（0.8 m以下）綜合機械化開采。

形成多元化機械化技術方案

在發展機械化過程中，川煤集團確定了根據地質條件，實行“一礦一策、一面一策”的總體方針，堅持“大功率、高強度、低故障”的“三機”配套原則，在綜采裝備及“三機”配套方案選擇上多樣化，使綜采達到最佳效果，形成了川煤集團具有自主知識產權的多元化綜采技術方案。

機械化成效顯著

川煤集團采煤機械化的發展，取得了顯著的安全社會效益和經濟效益。

川煤集團助力科技治災，安全保障度大幅提高。依靠薄和極薄煤層機械化開采技術，實施保護層開采，實現煤（巖）與瓦斯共采，助推瓦斯治理，提高了安全保障度。2005年至今，杜絕了重特大安全生產事故， 百萬噸死亡率大幅下降，2015年集團百萬噸死亡率比2005年下降84.85%。

綜采率大幅提高。川煤集團2005年機采率只有36.3%，綜采率僅23.2%；2015年機采率達84.7%，綜采率達80.3%。

工作面數量和用人大幅減少。川煤集團2005年共有23對生產礦井，采煤工作面102個。2015年共有24對生產礦井，采煤工作面減少到62個，減少了39.2%。采煤人數由2005年的8 711人減少到2015年的5 729人，減少34.2%。

產量逐步提升，效率大幅提高。回采工效由4.6t/工提高到2015年的8.38t/工，提高82.17%。公司煤炭產量從2005年的950萬t/a，提高到2015年的1 297.9萬t/a，提高36.62%。

取得了豐碩的科技成果。2005年以來，川煤集團共獲國家科技進步二等獎1項；省部級科技進步獎121項，其中一等獎12項、二等獎22項、三等獎87項；獲國家專利471項，其中發明專利28項。

形成了具有自主知識產權的裝備制造產業。川煤集團自主研發、制造的急傾斜綜采和薄煤層綜采“三機”設備，為復雜煤層綜合機械化開采提供了裝備，在川煤集團的嘉華機械廠實現了規模化生產，形成了具有自主知識產權的裝備制造產業。產品遠銷黑龍江、新疆、河北、云南、貴州、重慶等省市自治區煤礦。

10余年來，川煤集團通過對急傾斜煤層和薄煤層綜采裝備及工藝的探索研究，為全國同類煤層安全高效開采積累了一些經驗。同時也證明了采煤機械化發展，不僅能夠提高安全保障度、減人提效、降低工人勞動強度、提高資源回收率，更能夠給煤炭企業帶來顯著的經濟效益和社會效益。

編輯 韓 穎