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AG首批取得了特种设备制造许可证和“国家安全级企业”评审,实现了省级企业管理、现场管理达标,产品多次荣获山东省科技成果奖......

从每工0118吨到88吨:同煤效率的跃进

作者:AG  来源:AG  时间:2019-12-29 10:54  点击:

  70年前的8月30日,同煤集团的前身大同矿务局宣告成立。由此,大同矿务局取得了一个个令人瞩目的成绩。第一个电钻掘进全国最高纪录、第一代采煤“土机组”、第一个综采工作面……

  一路走来,从1949年0.118吨/工到如今88吨/工,产量由解放初的8.3万吨跃升至2018年的1.37亿吨,数字背后是一代代同煤人艰苦卓绝的探索和创新。

  与共和国同龄的大同煤矿成立于1949年,大同煤矿开采的侏罗纪煤系有最好的动力用煤,被称为“世界动力煤细粮”。为了配得上这一天然的资源优势,多年以来,同煤人坚持自主创新,攻坚克难,使同煤集团成为煤炭开采业中最具科技含量、最具创新活力的企业之一。

  走进同煤集团展厅,那些挂在墙上的老照片,那些满目疮痍的矿井,让时光回溯到1949年。

  70年前的春天,解放初的大同煤矿一片废墟,13座矿井除煤峪口矿2号风井3号层、永定庄矿6号井以及3号风井7号层尚有一部分未被破坏外,其余各井均被水淹没或被大火烧毁。

  面对机器设备残缺不全、工具器械所剩无几、矿区内3条主要运输铁路被破坏的困境,大同人拿出开疆破土、从头再来的革命精神,勘探、排水、设计改扩建工程,在荒凉的山沟里安营扎寨,开始了有重点、有步骤的矿山恢复工作。

  历经3年的励精图治,到1952年末大同矿务局初具规模,主要矿井恢复了生产,并按照当时燃料化学工业部要求,作为重点单位在全国率先进行长壁式采煤法的试验和推广。

  1950年7月23日到9月30日,大同矿务局先后在永定庄矿6号井8号层802回采工作面进行单一长壁式采煤方法的试验,采用截煤机掏槽,煤电钻打眼放炮落煤,人工装煤,运输机运煤的方式。

  “解放前哪见过机器,都是靠手刨车拉,有了机器,大家都特别珍惜。那时候,工人都没文化,文献资料也特别少,都是摸着石头过河。经过73天的连续试验,我们最终确定在距工作面4.5米的地方打三排宽3米的木垛,垛与垛相距4米,回撤木垛时,实行叉花式留木垛,同时在下帮垒一道矸石墙,预防顶板冒落。”已经退休的永定庄矿综采三队原队长魏祥回忆道。

  新技术的推广在考验工人技术水平的同时,也考验着整个矿山的配套能力。1950年,全局出现掘进供不上回采的局面。1951年4月,同家梁矿马六孩、连万禄在生产过程不断总结,提出两个半孔道循环作业法,使打眼和搬运实现循环作业,相互不影响。同年6月,马六孩、邱德、韩有贵三个掘进组利用两个半孔道循环作业法,在3米宽、2米高的巷道用27个工作日掘进318.7米,创造了第一个电钻掘进全国最高纪录。

  单一长壁式采煤法的试验和推广、两个半孔道循环作业法的创造以及全面图表正规循环管理法的推行等,使大同煤矿改变了日伪时期固有的生产模式。

  1952年,大同矿务局在永定庄矿6号井试用苏联制造顿巴斯——1型康拜因(联合采煤机)采煤,当年产煤1.44万吨。这是新中国成立后煤炭行业使用的第一代采煤机,第一次在国内实现了落煤和装煤的机械化。

  1949年到1952年,大同矿务局全员效率由0.118吨/工提高到1.004吨/工;采区回采率由46.97%提高到74.5%。

  “一五”期间,已经逐步感受到机械化便利的大同人不断变革:1957年,同家梁矿的钳工毛阿毛用CKP—11型溜子的减速器和一个15马力的电动机作为引动力,试装成最初的装煤机,之后参照C—153型截煤机的结构对牵引部进行了改进,1959年3月20日成功制成装煤机。1959年11月11日,毛阿毛研制的长壁回采装煤机被正式命名为“大同Ⅰ型”回采装煤机。

  1963年,同家梁矿将波兰产80型采煤机改为浅截式采煤机,即中国第一代“土机组”,同时将配套CKP—30型输送机改为可弯曲型,第一次实现了井下整个自动移溜。这也是机械化采煤由深截式改为浅截式的开端。

  在新的采煤机还没有出现的情况下,“土机组”作为一个过渡阶段的改装机械设备,不仅为大同矿务局日后的综合机械化采煤创造了条件,也为其推广做好了技术和设备上的准备。

  “虽然我们一直在探索,但是由于信息闭塞,各种设备相比西方国家仍十分落后。”时任大同矿务局机械动力处副处长的周福全说。

  1970年,燃料化学工业部要在大同矿务局煤峪口矿试验全国第一套采煤综合机械化设备。但是,砂岩顶板硬度大,冒顶事故成为了设备推进最大的拦路虎,木质支架无法满足综合机械化设备的需要。

  “最先接到任务的是中央机厂,要生产制造我国第一批摩擦金属液压支架145套,而当时的中央机厂只是生产过‘土机组’的机修厂,别说制造液压支架了,大部分人连见都没见过这个新鲜玩意。为此,中央机厂不得不把卧式车床立起来改装成桁磨机。”周福全说。

  经过半年多不断的失败、探索,当年底,中央机厂成功制造的中国第一批TZ140摩擦金属液压支架浩浩荡荡运到了煤峪口矿。1970年11月28日,在煤峪口矿9号8710工作面,随着队长刘景良下达开机指令,轰鸣的机器声响彻工作面,新中国第一个综采工作面诞生了。

  直至现在,综合机械化依然贴着“大同煤矿”的标签。而作为第一个吃螃蟹的人,大同人也深刻体会到了机械化带来的好处:事故减少、产量高、效率高、吨煤成本低,等等。从1970年研制到1974年通过鉴定,大同矿务局的综合机械化之路经历了小批、中批和全工作面三个阶段的试验,最高月产量为2.0057万吨,相当于煤峪口矿同条件工作面的2.06倍,实现了“采装运支”的全面机械化。

  1974年,在周恩来总理的高度重视下,我国引进了43套国外综采设备,大同矿务局分到5套。其中,英国道梯450/4垛式支架4套,工作阻力450吨,是当时国产摩擦金属液压支架工作阻力的近3倍。

  引进的设备在大同煤矿大放异彩,特别是同家梁矿综采队始终保持稳产、高产,第一个月产原煤5万吨,创造了我国同类机组试产期间日产3725吨的全国纪录。1975年,引进设备的产量占全局综采产量的86.25%。

  1977年初,煤炭部在大同矿务局召开会议,讨论引进外国设备的必要性。时任总工程师的向宝璜介绍情况。会上,向宝璜的发言数次被打断,质疑声不绝于耳:洋鸡趴窝不下蛋;数千万美元可以买多少牛马;咱们自己生产的设备1套不行,就上3套……但向宝璜始终坚持:“洋鸡趴窝不下蛋,我们下力气消化改进,就能让它下蛋。”

  经过数次讨论、考察认证,1977年底,煤炭部向同志汇报了综合机械化开采的巨大优势,同志当时就拍板引进了100套设备,同时国内制造500套。

  1978年,大同矿务局再次分到18套引进的综采设备。新设备上马前,大同矿务局派出一个学习交流团,走出国门赴日本学习。

  “当时,我国从日本引进了8套采煤设备,分给大同矿务局3套,分别落户云冈矿和晋华宫矿,交流团由这两个矿的16名技术人员组成。”时任大同矿务局云冈矿技术人员的刘玉高回忆说,“我们在日本的设备制造所实地培训了1个月,学习采煤设备安装调试;在日本一处矿井实践培训了3个月,专门学习现代化矿井的管理方法。这为日后全面推进机械化采煤提供了重要保障。”

  引进设备的优势在“五五”期间得到体现。1979年,大同矿务局煤炭产量达2400万吨,位居全国煤炭行业榜首。同家梁矿综采一队首次突破百万吨大关,夺得全国综采竞赛冠军。

  “那时候,劳动竞赛开展得如火如荼。换班室竞赛宣传栏里的标题是‘谁英雄,谁好汉,竞赛台上比比看’。”同家梁矿综采一队原队员崔向东回忆道,“每个班组和每个人的名字都在表格上。今天你所在的班组割了几刀煤,任务完成得怎样,相对应用火箭、飞机、汽车来代表,牌板上一目了然。每个班组都不甘落后,有时为了多割一刀煤,接班的来了也不交班,非要割满一刀煤再交班。”

  1985年,大同矿务局在没有增加新井的情况下,产量达到3000万吨,成为当时我国最大的煤炭生产基地,相比当时全国排名第二的企业,产量整整高出了1000万吨。

  站在3000万吨的起点上,大同矿务局的脚步并没有停止,在建设燕子山、四台两座年设计生产能力900万吨高效矿井的同时,积极发展全机械化开采。

  1985年10月,雁崖矿上马综采设备,配套刮板运输机、转载机等,使用DZ-16型单体液压支架代替摩擦金属支架,回收时远距离卸柱,回柱、采煤、移溜、支护第一次完成了平行作业。

  1991年至1993年,大同矿务局销售收入、利税总额连续3年荣列全国煤炭采选业榜首,成为“行业三连冠”;1995年荣获“中国煤炭采选大王”称号。

  2000年7月29日,大同矿务局改制为大同煤矿集团有限责任公司,正式更名为同煤集团。这个与共和国同龄的老煤企从计划经济的工厂制跨越到了市场经济自负盈亏的公司制。

  新世纪伊始,同煤集团不断在经营管理体制和技术设备上大胆创新:在侏罗纪煤系资源逐渐枯竭时,将开采战场逐步由3.5米以下煤层向5米以上厚煤层转移。上马“大采高综合机械化采煤方法”(以下简称大采高),根据侏罗纪和石炭二叠系厚煤层特有的顶板硬、煤层硬特点,探索出世界首例大采高采煤方法。

  “2007年8月,四老沟矿大采高工作面全部开采结束,累计生产煤炭877.8万吨,多回收煤炭292.6万吨,创直接经济效益11.7亿元,被中国煤炭工业技术委员会评为2003年度中国煤炭工业十大科技成果之一。”时任大采高队长的马志胜回忆道。

  大采高建设的成功,填补了国内外煤炭行业“两硬”条件下厚煤层采煤技术研究的空白,也为日后同煤集团一次性采全高工艺奠定了基础,积累了经验。

  2003年,国家“十一五”规划重点科技支撑计划项目“特厚煤层大采高综放开采成套技术和装备”正式启动,同煤集团成为主要承担单位之一。

  厚度14米以上煤层的安全、高效、高回收率机械化井工开采在国内外尚无先例,没有太多成熟的经验可以借鉴,自主创新成了唯一出路。2004年8月27日,中国工程院院士宋振骐、钱鸣高、尚海涛等18位国内煤炭行业的专家学者齐聚同煤,讨论安全综放开采14米以上特厚煤层之路。专家们给出的意见是:放顶煤综采是首选方法。

  明确了方向,工程技术人员开始会同全国各地专家学者进行针对性的模拟试验,并且先后创立特厚煤层大采高综放开采三维放煤理论、围岩控制理论体系,建立特厚煤层大采高综放开采技术标准。

  2010年,该项目在同煤集团塔山矿8105工作面进行工业性试验,煤层平均厚度18.44米,月产量平均90.76万吨,最高月产量103.5万吨,回收率88.9%,每工平均工效364.5吨,年产量1084.9万吨,实现了瓦斯零超限、无伤亡事故。2012年11月,大采高综放开采工艺成果捧回国家科技进步一等奖。

  随着操作人员摁下总控台启动按钮,50米开外工作面缓缓启动的机器轰鸣声打破了地层深处的沉寂。远端的采煤机稳步前行,割煤、推溜、移架,在传输皮带上,滚滚的乌金流水般奔向地面。此时,在同煤集团同忻矿地面调度指挥中心的智能化总控台前,调度指挥人员通过视频操控机组设备,随时掌握井下生产状况。这是同忻矿智能化综采队在8209工作面远程控制自动化开采的作业场景。

  2016年7月,由同煤集团承担的国家发改委“同忻矿千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程”项目在同忻矿8202综采面经过井下安装调试,进入试运行阶段。整个项目用机器替代工人进行井下开采,实现地面及井下控制中心对设备的智能监测和集中控制,大大降低了工人劳动强度。

  3年过去了,在同忻矿井下2公里长、200米宽的8309工作面上,布满了60多个高清摄像头、1500多个传感器。3年间,同忻矿自主创新改进支护初撑力智能补压、三角区域割煤参数制定、融合小煤柱开采、煤矿坚硬顶板地面压裂控制技术等30多项,系统版本从4.0升级到9.6。

  “智能工作面建成后,工效提升了100多吨,工作面的回采率提高了10%,8309工作面开采马上结束,预计销量可以再提高3%。”同忻矿总工程师段宏飞说。

  现在,同忻矿的第三个智能化工作面即将启用。他们在放煤工艺上又提出“均匀、多轮、等量智能放煤”程序改进,计划把工作面最后2名放煤巡检工解放出来,彻底做到采煤不见人。

  此时,在距离同忻只有7公里的塔山矿,同样先进的特厚煤层智能化开采也在有条不紊地进行中,短短1个月的时间日产量达4万吨。

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