2022年12月5日，涌鑫沙梁煤礦首套智能快掘裝備入井，不到兩個(gè)月的時(shí)間便創(chuàng)造了單日進(jìn)尺50米的最高紀(jì)錄，2023年4月25日，更是取得了全巖巷單日掘進(jìn)10.4米的成績，37米日進(jìn)尺已成常態(tài)。這套裝備經(jīng)過迭代升級后，還在袁大灘煤礦“大顯身手”，多次刷新歷史掘進(jìn)紀(jì)錄。

然而從一枝獨(dú)秀，到多點(diǎn)開花，成功從來不是一蹴而就的。曾幾何時(shí)，采掘接替緊張?jiān)诘刭|(zhì)條件、掘進(jìn)設(shè)備和施工組織管理等因素的綜合影響下，一度成為陜煤集團(tuán)榆北煤業(yè)所屬幾對礦井的“心病”。

破局：打破壁壘，讓掘進(jìn)走在采煤前面

(資料圖)

一直以來，煤炭行業(yè)在采煤技術(shù)工藝迭代升級方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于掘進(jìn)，掘進(jìn)巷道準(zhǔn)備滯后于回采速度；在自動化、智能化裝備方面，掘進(jìn)裝備研發(fā)投入不足，導(dǎo)致“采掘失衡”問題進(jìn)一步加劇。

面對采掘失衡難題，煤炭企業(yè)不得不組建更多的掘進(jìn)隊(duì)伍來滿足采煤需求，但不服輸?shù)挠鼙比诉x擇蹚出一條孤獨(dú)而充滿挑戰(zhàn)的新路子，向“采掘失衡”發(fā)起挑戰(zhàn)。

全國首套智能快速掘錨成套裝備、世界首套大斷面護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)、快速掘進(jìn)成套裝備……從2019年至2021年，榆北煤業(yè)聯(lián)合中國礦業(yè)大學(xué)、西安科技大學(xué)、鐵建重工等6家單位組建了協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，通過“掘錨同步、立體交叉、平行作業(yè)、快速推進(jìn)”為特點(diǎn)的工藝優(yōu)化及技術(shù)改革，相繼形成了3類適用不同地質(zhì)條件的快掘成套裝備，突破了掘進(jìn)從機(jī)械化、自動化向智能化的飛躍，創(chuàng)造了單巷91米/日、2020米/月的最高紀(jì)錄，月單進(jìn)1500米成為常態(tài)，徹底解決了傳統(tǒng)煤礦采煤快掘進(jìn)慢的問題。

由榆北煤業(yè)制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)》《煤礦智能化快速掘進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)》等多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為發(fā)展煤礦快速掘進(jìn)成套裝備與關(guān)鍵技術(shù)，提高掘進(jìn)智能化水平貢獻(xiàn)了榆北方案和榆北智慧，為同類型地質(zhì)條件下礦井巷道掘進(jìn)，提供了可借鑒、可復(fù)制的智能快掘方案?！坝苌竦V區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)裝備”項(xiàng)目被中國煤炭工業(yè)協(xié)會評為2021年度科學(xué)技術(shù)一等獎，榆北快掘再次成為行業(yè)焦點(diǎn)，更為煤炭行業(yè)掘進(jìn)設(shè)備的自動化、智能化轉(zhuǎn)型升級提供了大量的科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2022年3月，陜煤集團(tuán)發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整榆林地區(qū)部分煤炭企業(yè)管理體制的通知》。由榆北煤業(yè)新接手管理的涌鑫礦業(yè)安山煤礦、沙梁煤礦，中能煤田袁大灘煤礦三對礦井地質(zhì)條件更為復(fù)雜，尤其是采掘失衡均已成制約其高質(zhì)量發(fā)展的重要因素。

謀變：復(fù)雜條件是問題，也是課題

放眼整個(gè)煤炭行業(yè)，掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)技術(shù)最開始只是在穩(wěn)定圍巖條件下驗(yàn)證成功，是否能在復(fù)雜地質(zhì)條件下在煤礦成功應(yīng)用，誰心里也沒有十足的底氣。但體制調(diào)整后，有了“智能化”的先天基因的加持，榆北煤業(yè)首先便將目光投向了智能化快速掘進(jìn)領(lǐng)域，開啟了復(fù)雜地質(zhì)條件下快速掘進(jìn)技術(shù)的探索之路。

在榆北煤業(yè)常務(wù)副總經(jīng)理趙炳文看來，經(jīng)歷體制調(diào)整后的新榆北開發(fā)復(fù)雜地質(zhì)條件下的智能快掘裝備順應(yīng)天時(shí)、地利、人和?！八^‘天時(shí)’是榆北黨政建設(shè)智能礦井、智慧礦區(qū)的初心，矢志不渝對快掘的大力支持；‘地利’為榆北煤業(yè)之前一系列快掘裝備的成功應(yīng)用，極大地增強(qiáng)大家對快掘裝備的信心；‘人和’便是榆北在多年來苦研快掘歷程中打造出一支成熟的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。”

回歸現(xiàn)狀，更為復(fù)雜的地質(zhì)條件、緊張的采掘接續(xù)曾一度讓涌鑫沙梁煤礦舉步維艱。

“煤層較薄、夾矸較多、小斷層頻繁、巷道起伏非常大，并且順槽掘進(jìn)最長為1千米，最短僅為300多米；傳統(tǒng)快掘系統(tǒng)設(shè)備較多，安裝周期長，頻繁搬家倒面會讓其掘進(jìn)效率大打折扣?！庇每炀驁F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王劍的話來說，在沙梁煤礦干掘進(jìn)，充滿了不確定性，采掘作業(yè)的不連續(xù)性以及員工高強(qiáng)度的體力勞動成為制約沙梁煤礦采掘平衡的“腸梗阻”。

煤礦在接續(xù)工作面掘進(jìn)中，通常采用兩套裝備和兩支隊(duì)伍分別在膠運(yùn)順槽和回風(fēng)順槽同時(shí)施工，最后完成切眼貫通的工藝。“是否可以用更簡潔高效的‘環(huán)繞式’掘進(jìn)工藝，僅用一支隊(duì)伍、一套裝備實(shí)現(xiàn)從膠運(yùn)順槽到切眼再到回風(fēng)順槽一次成巷?！睆睦碚撋现v，這個(gè)方案是榆北煤業(yè)第四類快掘裝備問世的先遣圖，也是實(shí)現(xiàn)減人提效的最優(yōu)解。

進(jìn)擊：思路決定出路，態(tài)度決定結(jié)局

體型過大是制約快掘裝備完成90°轉(zhuǎn)彎最主要的瓶頸，這也是榆北快掘發(fā)展中最難啃的“硬骨頭”。實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞式”掘進(jìn)看起來就像天方夜譚。

“對癥下藥，量體裁衣，我看咱不妨試一試，體型過大，咱們就想辦法讓其輕裝上陣。”推進(jìn)會上，快掘團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王劍斬釘截鐵。說干就干，對接廠家、派駐技術(shù)骨干蹲點(diǎn)、出方案、改設(shè)計(jì)……極簡高效、去雜留真的創(chuàng)新理念在新裝備用到了極致。

從提出問題到解決問題，思路決定出路?？炀驁F(tuán)隊(duì)根據(jù)沙梁煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、掘進(jìn)巷道距離整體較短等實(shí)際情況，將傳統(tǒng)快掘裝備“掘錨一體機(jī)+錨桿臺車+橋式轉(zhuǎn)載機(jī)”成套方案優(yōu)化為“掘錨一體機(jī)+履帶式自移機(jī)尾”配置，對原本安裝在自移機(jī)尾兩側(cè)的控制閥、傳感器、電控箱等電氣設(shè)備進(jìn)行改造、移位，裝備的長度與寬度大幅縮減。定制化的新裝備結(jié)構(gòu)更簡單、故障率更低、性能更優(yōu)越，除了具備傳統(tǒng)裝備“掘-支-錨-運(yùn)”一體化平行作業(yè)、集中控制、一鍵啟停等功能，更讓大家欣喜的是轉(zhuǎn)彎半徑僅需5.5m×5.5m，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)。

突破“環(huán)繞式”掘進(jìn)工藝的另一道難關(guān)便是皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。傳統(tǒng)皮帶輸送機(jī)由于轉(zhuǎn)彎半徑過大，需要在每個(gè)拐彎處增設(shè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)與皮帶來完成運(yùn)輸。為此，沙梁煤礦引進(jìn)了轉(zhuǎn)彎式皮帶輸送機(jī)，可實(shí)現(xiàn)0°至360°的轉(zhuǎn)彎角度任意調(diào)控。該設(shè)備投用后，改變了以往多部輸送機(jī)搭接的運(yùn)輸方式，減少了皮帶機(jī)布置數(shù)量，降低了轉(zhuǎn)載點(diǎn)帶來的揚(yáng)塵，實(shí)現(xiàn)了井下運(yùn)輸工藝上的技術(shù)革新。

“更安全、更可靠、更高效，在薄煤層、斷層叢生，半煤巖巷、全巖巷并存的沙梁煤礦，‘環(huán)繞式’掘進(jìn)工藝和該套智能快掘裝備的優(yōu)越性完全凸顯了出來?！毙鹿に嚭托卵b備帶來的便利性如何，掘進(jìn)隊(duì)長賀帥最有發(fā)言權(quán)：“單班作業(yè)人員從14人減少到10人，安裝回撤工期從15天縮短至7天，安裝準(zhǔn)備巷道減少50米，掘進(jìn)效率提高近3倍，搬家倒面次數(shù)大幅減少，作業(yè)勞動強(qiáng)度明顯降低?！?/p>

今年6月，在“環(huán)繞式”掘進(jìn)工藝的加持下，原本需要兩支隊(duì)伍、兩套裝備同時(shí)施工的沙梁煤礦144205工作面準(zhǔn)備巷道，僅用一支隊(duì)伍、一套裝備便完成貫通，且比預(yù)計(jì)工期縮短75天，實(shí)現(xiàn)了智能快掘一次安裝、工作面巷道一次成型的目標(biāo)，“人－機(jī)－環(huán)－管”融合度也變得更高。

崛起：是技術(shù)迭代，更是思維革命

今年3月31日上午，中能袁大灘煤礦工業(yè)廣場掌聲雷動、禮炮齊鳴。該礦首套半煤巖智能快速掘進(jìn)裝備披紅掛彩成功入井。

有了之前的成功經(jīng)驗(yàn)，公司在與沙梁煤礦有著相似復(fù)雜地質(zhì)條件的袁大灘煤礦也引進(jìn)了快掘裝備。“袁大灘煤礦的掘進(jìn)裝備可謂是復(fù)刻加強(qiáng)版，電機(jī)功率從沙梁煤礦快掘的340千瓦增加到540千瓦?！蓖鮿Ρ硎?，該裝備機(jī)身穩(wěn)定系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)都進(jìn)行了升級改造，性能更優(yōu)越，在復(fù)雜地質(zhì)條件的適用性更強(qiáng)，加之派駐4名技術(shù)人員到沙梁煤礦進(jìn)行3個(gè)月的學(xué)習(xí)，讓袁大灘快掘裝備用起來更加得心應(yīng)手。

一切都在預(yù)料之中，試運(yùn)轉(zhuǎn)不到一個(gè)月，該套裝備在袁大灘煤礦綜掘一隊(duì)11207掘進(jìn)工作面單日進(jìn)尺就突破20米，創(chuàng)造該礦在半煤巖巷掘進(jìn)單班進(jìn)尺最高紀(jì)錄。7月份，該工作面單月進(jìn)尺達(dá)到630米，再次實(shí)現(xiàn)新突破。

嘗到了快掘帶來的甜頭后，榆北煤業(yè)為中能袁大灘煤礦量身打造的第二、第三套快掘裝備已提上了日程。從技術(shù)人員獲悉，此套裝備不管從掘支平行作業(yè)、智能化配備，還是從除塵工藝、滾筒材質(zhì)等方面，都進(jìn)行了全面優(yōu)化，為該礦實(shí)現(xiàn)千萬噸級產(chǎn)能夯基提速?？梢灶A(yù)見的是，經(jīng)歷再次迭代升級的快掘裝備必定會更加厚積薄發(fā)、大放異彩。

偉大的背后都是苦難，快掘成功的背后折射出的是榆北煤業(yè)一脈相承的智慧基因和榆北人樂觀天成的科研氣質(zhì)。從掘進(jìn)到智能快掘，快掘系統(tǒng)在復(fù)雜地質(zhì)條件下得到成功應(yīng)用，極大地縮短了采煤工作面的準(zhǔn)備周期，為災(zāi)害治理贏得了寶貴時(shí)間，采掘接續(xù)難題也終被攻克。

當(dāng)下，承載著再造一個(gè)新榆北的歷史使命，榆北煤業(yè)挖潛發(fā)力，持續(xù)做優(yōu)存量，重點(diǎn)圍繞產(chǎn)能釋放，加快三對礦井智能化超長工作面和智能快掘建設(shè)，科技創(chuàng)新整體實(shí)力實(shí)現(xiàn)從量的積累向質(zhì)的飛躍、從點(diǎn)的突破到面的提升。疾馳于毛烏素之中劈波斬浪、行穩(wěn)致遠(yuǎn)，一個(gè)新榆北正在崛起。

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