难采煤层综合机械化采煤技术在我市获重大突破

9月19日从重庆能源集团获悉,由该集团下属松藻煤电公司和科技公司牵头承担,哈尔滨博业科技开发公司、山东矿机集团、四川航天电液控制公司参与的“急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采技术研究及应用”项目成果日前通过鉴定。中科院院士宋振骐、中国地质大学教授李砚耕、国家煤监局科技装备司副司长王素锋等7位专家组成的鉴定小组认为,该项目的核心技术——急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采技术工艺合理,装备运行可靠,经济社会效益突出,为我国煤矿机械化发展做出了重大贡献,整体达到国际领先水平。

9月14日,按照国家煤矿安监局科技装备司与重庆煤监局“同学同做”活动安排,科技装备司副司长王素锋参加了由市能源投资集团科技公司完成的“急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采研究及应用”科技项目鉴定会,并被邀请作为项目鉴定委员会技术专家。重庆煤监局韩贵刚副局长出席了项目鉴定会。

目前,世界急倾斜(倾角大于45度)薄煤层(厚度1.3米以下的煤层)的开采,多用炮采、风镐落煤工艺。乌克兰、法国、西班牙和我国四川的煤矿曾持续开展急倾斜薄煤层综采研究及试验,但效果不佳。

“急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采研究及应用”科技项目是市科委引导,由重庆松藻煤电有限责任公司、重庆市能源投资集团科技有限责任公司、哈尔滨博业科技开发有限责任公司、山东矿机集团股份有限公司、四川航天电液控制有限公司等单位共同完成,项目鉴定会由重庆科技成果转化促进会组织,专家组由国内知名专家宋振骐(中国科学院院士)、李砚耕(中国地质大学教授、俄罗斯国际工程院院士)、王素锋(正高级工程师)、刘春生(黑龙江科技大学副校长、教授)、杨晓峰(重庆市煤炭学会理事长、正高级工程师)、陈国政(重庆市煤炭学会副理事长、高级工程师)、曹树刚(重庆大学教授)组成。

松藻煤电公司领导介绍,“急倾斜薄煤层俯伪斜综合机械化开采技术研究及应用”科技攻关项目启动于2010年4月,主要针对倾角大于55度-75度、厚度只有0.8-1.3米的薄煤层,着重研究综合机械化开采技术及工艺,以及与之相适应的采煤机及附属装置、液压支架、导向输送机等配套设备,最终成功研制出相关技术及成套装备,创造了一套优化“人、机、料、环、法”因素、实现安全高效协调运转的技术与生产管理系统。

项目鉴定委员会听取了工作报告、技术报告、查新报告,审阅了相关资料,通过质询和讨论一致认为:

该项目重点解决了世界产煤国未能解决的难题,其中包括采煤机与液压支架整体沿倾斜度很大的工作面下滑,移动设备非常困难的问题;解决了生产过程中,机器因地板岩层太软而下陷,甚至倾倒,无法正常运转的问题;解决了采下的煤炭和冒落的矸石四处飞溅伤人、损坏设备的问题;解决了人员在维修、保养与操作中,易坠下坡度很大的工作面的问题。

项目组通过国内外调研,系统深入的分析研究了急倾斜薄煤层长壁机械化开采采场岩层移动破坏规律、关键装备受力特征及平衡稳定的条件,以及生产操作人员行走、操作安全高效工作条件,创造性地提出了工作面俯伪斜布置、沿走向推进的“综合机械化开采方法”,通过理论分析、数值方法模拟、实验室实验研究和扎实的工程实践,实现了急倾斜薄煤层安全高效开采工艺技术的重大突破,为我国长壁工作面综合机械化开采体系的建设,做出了创造性的贡献。

不仅如此,该项目在自动控制系统等关键问题上也有创新性突破。进行这次试验的松藻公司逢春煤矿,矿井煤层倾角在55度-75度、厚度仅0.8米-1.3米,加上煤层顶底板岩层破碎松软,既不敢采用放炮落煤工艺,又无法使用综采工艺,一直被迫用风镐采煤,矿井用工多、效率低。在该矿的试验中,由于采用了新的技术工艺,最终实现用工减少一半、工作面月产量增加1倍,且无安全事故发生。

项目创造性地完成了急倾斜薄煤层走向长壁俯伪斜开采双向割煤综合机械化采煤工艺的研究,成功解决了工作面双向割煤、整体推溜,顶底板防护和设备防倒防滑及防飞矸坠落、伤人、毁坏设备等关键问题,实现了急倾斜薄煤层综合机械化开采。实践证明,相关工艺技术和相关装备运行可靠,达到了工作面的安全高效生产目标。

宋振骐院士认为,在煤层气化等煤炭开采的颠覆性方法尚难全面推广应用的背景下,重庆的突破是了不起的成就。重庆煤监局副局长韩贵刚表示,该技术在全国尤其是西南煤矿具有推广应用价值。

急倾采煤机采用牵引部壳体整体铸造、切割部滚筒内嵌、复合曲线行走齿轮、满圆柱滚子轴承、大扭矩制动器和强制润滑等结构,研制出结构紧凑、可靠性高的无链牵引采煤机,并配套开发了导向连接装置、防滑绞车和自动卷缆机,有效解决了采煤机割煤和安全运行问题。

重庆日报记者 郭晓静 逢春煤矿 张登泽 聂权 图片

工作面支护采用具有倾斜滑道和双向锁的推移千斤顶、带耳板结构的底调梁、封闭底座和分离式侧护板等结构,研制了异型掩护式液压支架,适应工作面底板起伏和支架、导向连接装置等设备的位态调整。

开采控制技术采用具有容错功能的红外定位技术,实现采煤机、导向连接装置和支架联动,利用模糊控制理论、电液控制技术和先进监测手段,实现了支架降架、升架、侧护底调、防护板与伸缩梁伸缩等功能联动和无线远程控制、故障诊断,实现全工作面导向连接装置整体推移和整体上提,为智能化开采的进一步发展奠定了基础。

项目鉴定委员会认为,急倾斜薄煤层俯伪斜综采技术工艺合理,装备运行可靠,减少工作面作业人员,工效得到大幅提高,经济社会效益突出,为我国煤矿机械化发展做出了重大贡献。

王素锋副司长在鉴定会上强调:要进一步提高对科技工作认识,实施好“科技兴煤”、“科技兴安”战略,为实现煤炭行业安全发展提供强力技术支撑;要努力夯实科技工作的基础,加大科技工作力度,推进科技创新工作,加快科研成果的转化;项目要进一步深化研究,在减人提效上下功夫,在应用上做到市内、国内可复制。

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