上湾煤矿“8.8米智能超大采高综采成套装备研发与示范工程”项目历时1年2个月,研发出了具有完全自主知识产权、百分百国产化的成套智能综采设备,设计出了盘区超大断面生产系统,并按计划施工。2018年3月20日,世界首个一次性采全高的8.8米超大采高智能综采工作面成功投产,标志着上湾煤矿在攀登采矿高峰的征途上又向前跨出了重要一步,将再次成为世界上单井单面产量最大、效率最高、效益最好的矿井。
一、工作面基本情况及主要做法
12401 综采工作面是上湾煤矿12 煤四盘区首采面,该超大采高综采面在工作面安装及回撤、采场围岩控制、工程质量控制、设备运行维护、灾害防治以及质量标准化管理上与其他综采面相比有较多困难。针对工作面存在的挑战与困难,经过一年多的探索与实践,上湾煤矿初步形成了以规划设计精细、生产组织精准、工程质量控制精确、设备维护精良、灾害防治精实、质量标准化精进为抓手的“六精”管理模式,为类似条件下超大采高综采工作面安全高效开采积累了宝贵经验。
(一)规划设计精细
规划设计精细是合理组织生产的“航向”。结合上湾煤矿12 煤四盘区特厚煤层开采地质条件及超大采高综采工作面设备配套参数,优化了四盘区生产系统布置(2#辅运平硐&支架专用巷),实现了一巷多用;采用动态拟合手段,确定了大断面巷道的宽、高以及抹角等参数,保证了超大采高综采面投产“零”失误。
(二)生产组织精准
生产组织精准是高效开采的保障。针对超大采高综采工作面顶、帮围岩控制,上湾煤矿采取了一系列措施:
1.转化思想,提高安全意识。
2.矿压预测预报,指导工作面回采。
3.加强支架操作管理,及时进行护顶。
4.应用水力预裂技术,消除三角区悬顶。
5.防止架间漏矸伤人,设计架间挡矸装置。
(三)工程质量控制精确
工程质量控制精确是高效开采的基石。针对超大采高工作面出现的支架倒架、支架状态控制困难和运输机飘溜、顶板漏矸等问题,上湾煤矿采取了一系列措施:
1.顶板岩性取芯,调整回采工艺。
2.预测工作面煤层走势,指导煤机司机割煤。
3.制定专项措施,加强现场管理。
(四)设备维护精良
设备维护精良是工作面高效回采的基础。针对设备稳定性差,检修、维护量大和因设备高导致登高作业困难等问题,上湾煤矿采取了一系列措施:
1.推行TPM 设备健康卡管理。通过可视化看板的形式将设备的运行状况、维护标准、寿命周期、检修重点等内容展示在现场看板上,从而为检修人员检修设备提供精确参考。
2.推行“全周期设备监护”管理模式。
3.设备“0”故障管理。严格执行诊断化维护、点检化操作流程。
4.创新登高作业检修方式。采用高强度玻璃钢缩梯和电动升降器,成功解决了该难题。
5.设计煤机远程自动定量注油装置。采用动力系统通过进油管抽取定量容器里的油脂和以控制阀控制目标设备,即可使油脂沿出油管进入到需润滑的设备内。
(五)灾害防治精实
灾害防治精实是安全生产的前提。针对工作面自然发火控制困难和防灭火管理难度大的问题,上湾煤矿制定了一系列措施:
1.在该超大采高综采面切眼附近钻孔注浆,实现从地表至井下采空区预防性灌浆。
2.设置注氮硐室,利用辅运尾巷密闭上的措施管向采空区氧化带进行注氮。
3.在顺槽安设红外束管监测系统和ZD5 光纤测温装置,对采空区气体和温度进行实时监测。
4.成立地表堵漏专业队伍,采用重点区域集中堵漏与日常巡查堵漏相结合的方式进行堵漏回填。
(六)质量标准化精进
质量标准化精进是矿井建立安全生产长效机制的提升方向。上湾煤矿通过“五化”管理升华了体系内涵,完善了制度,固化了标准,改善了设备、设施和作业环境,现场动态安全隐患得到有效控制。
1.体系标准规范化。上湾煤矿将安全生产标准化与风险预控管理进行了有机融合,形成了较为完善的安全生产标准化体系。
2.员工行为规范化。通过标准作业流程应用及行为观察的有效实施,使员工明晰什么样的行为有风险。
3.系统检查常态化。建立了动态检查、定期检查、步行检查、“零点”行动、专项检查、安监员责任区承包的七项系统检查机制。
4.现场管理标准化。明确了安全质量标准化达标标准,实现了责任到区队、责任到班组、责任到岗位的管理机制。
5.绩效考核精细化。变革原有安全绩效考核方法,从原来单一结果考核变为事前预防的考核思路,实现了工作现场从静态达标向动态达标的转变。
二、下一步工作计划及展望
1.总结超大采高综采工作面回采经验,形成一套完整的超大采高综采工作面安全高效开采工艺;建立一整套涵盖行业、企业的管理和技术标准体系。
2.建立完整的适用于超大采高综采面配套设备的检修维护标准、操作使用标准和运行监管标准,使现场管理形成检修—使用—监管的良性循环。
3.进一步保障科研投入,实现超大采高工作面从自动化到智能化回采的成功转型。