世界首套煤矿快速掘进系统在神东试验成功

第一篇：世界首套煤矿快速掘进系统在神东试验成功

世界首套煤矿快速掘进系统在神东试验成功

世界首套快速掘进后配套设备落户神东煤炭集团

来源： 神东煤炭集团 发布时间：2013-02-01 随着神东矿井规模的逐渐扩大，掘进效率低，采、掘比例失调的矛盾日益凸显，生产接续紧张成为制约矿井增产扩能的突出问题，与此同时，掘进队伍和人员的不断增多，给煤矿安全管理也带来巨大压力。

调研资料显示，掘进效率低的主要原因在于掘、支不平衡，工作面割煤时间通常占17%—34%，而支护时间则要占到50%—67%，掘进快而支护慢，掘进等支护的弊端极大地制约了连采进尺的提升。因此，只有研发掘、支平衡，采掘、支护、运输平行作业的生产工艺，才能从根本上解决问题，提高掘进效率和进尺。

为了改变现有掘进系统和工艺，提高连采掘进效率，实现减人提效，神东开始探索试验高效快速掘进系统。经过前期的努力，2013年1月25日世界首套快速掘进系统及后配套设备在公司大柳塔煤矿“落户”，同时该套系统也是大柳塔煤矿建设“安全、绿色、智能”世界一流矿井的重点项目之一。

3月份是快速掘进系统正式运行的第一个月，截至3月31日完成掘进进尺1505米，刷新了之前矿内的掘进纪录，也刷新了全公司的单巷掘进进尺纪录。按照连采单、双巷掘进有效进尺的换算公式计算，1505米的单巷进尺相当于2500米的双巷掘进进尺，这样的掘进能力在国内乃至世界煤炭行业都绝无仅有。月进尺1505米标志着快速掘进系统已经在大柳塔煤矿试用成功，至此，神东实现了将快速掘进系统从最初的设想带到现实，开启了神东连采高效快速掘进的新时代。

“量体裁衣”式变革促新系统实现新突破

谈到快速掘进，首先要从快速掘进系统中最为关键的一个部位——快速掘进机说起。这个掘进机比常用的15型和27型连续采煤机都要大，原厂的掘进滚筒宽度只有5.4米，不能满足大柳塔煤矿52煤井下宽6米巷道的掘进需求，为此，矿内对掘进机进行了改造，将滚筒加长到6米，这样就能避免传统工艺需二次成巷的弊端，掘进首次实现一次成巷。传统连采生产工艺采用双巷掘进，先掘后支的方式，生产和支护不能同时进行。双巷掘进过程中设备需要来回调机，不仅浪费了掘进时间，同时也增加了生产过程中的安全隐患。相比传统的工艺，快速掘进系统利用设备优势创新性地变双巷掘进为单巷掘进，使工作面一次成巷，同时又保证了掘进和支护能够平行作业，简化了不必要的生产环节，大大节约了生产时间，使掘进进尺有了跨越性的提升，生产变得更安全、更高效。

与此同时，为了进一步提高掘进机的安全性，矿内创新性地将掘进机的操作由传统的近距离肉眼观察、手工操作变为远距离视频监控、遥控操作。为了能够实时监控掘进机的运行情况，避免人员在空顶下作业，技术人员在掘进机四周安装了高清摄像头，将采集到的视频信号以无线通讯的方式传输到安装在后配套八臂锚杆机上的视频服务器内。在工作过程中，掘进机司机只需坐在八臂锚杆机上，通过视屏服务器掌握工作面的情况，然后根据计算机提供的工作面数据远程操作遥控器控制掘进机割煤。这样一来，不仅有效消除了掘进机司机有可能在空顶下作业的安全隐患以及与粉尘的直接接触，而且用“数据”直接指导割煤，提高了割煤的准确性，确保了工程质量。

在整个快速掘进系统中，体积最大的就是跨骑式八臂锚杆机，整车配有8个钻臂，分别为4个前锚护钻臂、2个后锚护钻臂、2个侧帮锚护钻臂，分前后3排布置，整车跨骑于自适应皮带转载机之上。在生产过程中，八臂锚杆机可以前后移动，完成顶板和帮网的支护，同时配合两臂锚杆钻车，实现了顶、帮支护的一次成形，帮网支护的机械化。跨骑式八臂锚杆机取代了现有支护工艺，实现了锚杆定位定点支护，缩短了支护时间，提高了支护效率，为工作面快速掘进创造了可能。

高效的掘进必须要以高效的运输为前提。在传统的采掘工艺中，连采机生产出来的煤都要通过梭车转运到皮带上，掘进机需要等梭车卸完煤才能进行生产，造成生产过程间断，效率低下。在这套快速掘进系统中，新的带式转载机机尾和迈步式自移机尾设备取代了梭车的功能。在生产过程中，掘进机采出的煤通过受料斗进入转载机机尾，然后再通过转载机卸料斗将煤转运在由迈步式自移机尾牵引的顺槽皮带机尾上，最后运至52煤主运系统外运装车。如今这套运输工艺，整个过程没有中断，能够做到一次掘进80米不停机，不仅避免了之前梭车来回运输可能带来的安全隐患，而且实现了皮带延伸与掘进同步，简化了生产环节，保证了运输的连续性，提高了生产效率。

快速掘进系统在世界煤矿采掘业中尚属首例，它是在立足于神东高产、高效采掘理念和模式基础上，通过技术和工艺创新，研发出的适合神东地质开采条件的快速掘进设备；它首次实现了生产过程中采掘、支护和运输的一体化，这是老一辈煤矿人想都不敢想的事情，如今在大柳塔煤矿已经成为现实，成为神东高产高效模式的又一个亮点。

自主创新与安全生产有机融合

快速掘进系统对于神东来说是一个全新的挑战，在初期应用的过程中，不免会出现诸多问题。神东相关单位、部门以及矿井一起想办法，找出路。在原有系统的基础上，进行了创新改造，让快速掘进系统适应大柳塔煤矿井下的实际条件，确保快速掘进系统的正常运行。如何保证单巷掘进时的工作面供风，降低粉尘浓度，改善作业环境一直以来都是单巷掘进需要重点解决的问题。传统的压入式通风方式虽然能够满足供风需要，但容易引起工作面皮带沿线煤尘污染，不利于员工的职业健康。

考虑到这些因素后，在确定快速掘进系统通风方式时，神东提出采用抽压结合的通风方式，使用大功率压入式局部通风机为工作面供风，同时配备一台干式除尘风机吸除工作面的粉尘，一边压入风流，一边及时抽出混有粉尘的风流，如此一来不仅保证了工作面的正常供风，还能做到粉尘在工作面就地处理，大大降低了工作面粉尘浓度，保证工作面人员及皮带沿线的人员、设备不受乏风污染，极大地改善了员工的作业环境。

在这一过程中，如何合理配置压入式风机和抽出式风机的风量，避免巷道出现微风区成为该方案实施的一个难点，为此矿里经过细致计算、不断试验和改进，决定采用长压短抽的通风方式，严格控制压风风量和吸风风量，积极解决因掘进距离增加造成风量不足，巷道风速低的问题，最终达到满足工作面供风需要和降低粉尘浓度的目的。据测量，使用该套通风方案，生产时八臂锚杆机处的粉尘浓度从之前的100mg/m3降为20mg/m3。

快速掘进系统运行之初，存在的小问题也很多。例如，掘进机和转载机无法联锁，在八臂锚杆机操作室内无法紧急停止掘进机，履带式自移机尾与八臂锚杆机间无通讯装置导致操作人员相互之间无法联系，经常出现阀组、管路漏油及系统压力不稳定等现象，面对这一系列的难题，神东各级领导带头深入现场解决问题，将能解决的问题第一时间在现场解决，现场不能解决的及时落实责任，要求矿方与厂家配合，做进一步改进。

为了尽快让快速掘进系统投入使用，使其正常发挥高产高效作用，矿上积极解决系统运行中存在的一些小问题，通过一些小改小革来保证快速掘进系统的正常运行。

小改小革一：由于快速掘进机是远程操作，掘进过程中视线暗，煤机司机无法看清顶底板和煤层标志层，严重影响工程质量。为解决这一问题，大柳塔煤矿在掘进机上加装了定点探照灯，确保煤机司机视线开阔，保证工作面工程质量达标。同时由于掘进机是远程操作，需要与锚杆机之间进行实时通讯，但由于八臂锚杆机设计时无通讯电缆吊挂位置，生产时经常造成通讯电缆被挤伤拉断等问题，为此矿里在锚杆机上加装了自动收放绞车，配合钢丝绳用于吊挂通讯电缆。

小改小革二：加装了移架专用控制装置，通过加工适度长度的槽钢在移架过程中作用于煤壁与皮带架之间，确保了皮带架能按预定轨迹行进。此外，由于转载机卸载滚筒与溜煤槽之间存在300-400毫米间隙，运行过程中煤粉与煤泥水漏在转载机电控箱上，影响安全生产。为此，矿方在卸载滚筒与溜煤槽之间安装了封闭铁板并加装了清扫器，有效解决了漏煤问题。

小改小革三：为了保证抽出式风机的风筒能够随着掘进同步延伸，矿里同生产厂家联合研制了风筒储存仓，具备100米钢圈风筒的储存能力，掘进机向前掘进1米风筒就自然跟着延伸1米，100米之内不用人为延伸风筒，保证了生产的连续性。

目前，大柳塔煤矿已对快速掘进系统各设备在运行过程中出现的问题整改17条。为了保证快速掘进系统的正常运行，矿里还特别规定了不限地点、不限时间的“随时汇报”制度，以便及时地解决系统在运行中出现的问题。正是在神东领导的高度重视以及各部门、矿方和厂家的积极努力下，快速掘进系统才在实践中不断完善，掘进能力也在不断攀升。

员工队伍建设同步推进

有别于传统的快速掘进系统，世界首套快速掘进系统的后配套设备比较多，在生产过程中，这些设备都需要同时运行，这就意味着各岗位工作人员之间需要相互配合，新增的岗位危险源也多了，只要其中的一条链条出现问题，就可能造成事故，这就对员工队伍的整体素质提出了更高的要求。

由40名员工组成的大柳塔煤矿连采三队，员工平均年龄只有30.4岁，大专以上学历占总人数的60%。世界首套快速掘进系统“落户”大柳塔煤矿后，他们幸运地成为驾驭这套新系统的第一批人员。对于连采三队来说，这既是一份荣誉更是一份责任。新系统没有经验可循，这就需要全队人员精诚团结，投入百分之百的精力做好新系统运行初期的调试工作，同时也必须确保安全方面万无一失。

目前，快速掘进系统运行已取得了阶段性成果，成果来之不易，靠的是神东领导的支持，各级部门的配合，更是大柳塔煤矿连采三队全体员工边探索、边学习、边前进的结果。为确保工作人员在新系统面前能够“知其然、知其所以然”，矿里在新系统未安装前期就陆续安排员工到科技创新基地跟着厂家工程师学习。一方面是提前掌握新设备的性能，确保在使用和维护时更加准确；另一方面是提前进行地面实操，辨识新设备将来在井下可能存在的安全隐患，提前制定应对措施，确保投入使用时人员的安全。每名员工在学习期间还要按时向矿调度室汇报学习情况以及自己在学习过程中发现的问题，解决的措施和办法。

此外，大柳塔煤矿还几次邀请厂家工程师到矿里给该队员工进行集中培训，让员工在第一时间掌握世界首套快速掘进系统的第一手资料，为更好地使用新系统打下了基础。

考虑到新设备和新工艺的投入，必然也会产生新的危险源，提前编制好规程，才能做到防患于未然。在培训工作紧锣密鼓的进行过程中，矿里也指定专人提前开始编写新系统的操作规程和标准化作业流程。

在新系统投入运行期间，该矿出台了多项措施鼓励队内员工边工作边学习，并随时随地进行新增危险源辨识。为此，矿里还制作印发了新的“岗位危险源卡片”并及时进行补充更新，方便员工随时随地学习。

制度与执行为新系统运行上了“双保险”

近日在大柳塔煤矿，记者了解到，在应用快速掘进系统过程中，配套设备的完善，通风系统的改造、新增危险源的辨识、员工队伍的学习培养等等，这都是大柳塔煤矿急需解决的问题。没有严格的制度和良好的执行力，这些难题就很难落实解决。为了将这些难题一一解决，全面推进快速掘进系统的应用水平，矿里从细化制度和提高执行力入手，不断推进“管理、行为、思想”与新系统的“对接融合。”

大柳塔煤矿“对口”制定了安全方面、生产组织方面以及人员配置等方面的管理办法，为快速掘进系统的顺利运行提供了制度保障。新系统投入使用后，队里明确规定，对各班组管理人员、操作人员、岗位人员、检修人员进行严格的日常考核，将考核责任心强的人员分配到关键岗位，同时各班组在实际生产过程中，采取“捆绑”的方式对不安全行为进行管控，即发生不安全行为的人员所在班组扣除当班得分，跟班队干处罚500元罚款，当班班长处罚300元罚款。这样一来，所有人员都参与到了不安全行为的管控与监督之中，加强了不安全行为的管控力度。

只有制度和执行力并举，才能助推新系统进一步顺利运行。在新系统安装之初，大柳塔煤矿就制定措施不断提高现场管控能力。该矿规定班组超额完成本班次计划任务的，跟班队干的得分涨至原分数的120%，极大地调动了跟班队干在现场组织与管理的积极性。同时在设备检修方面，组织太科院3班进行跟班，保证发现问题能够及时处理，不影响生产；检修班要求加大检修力度，由检修主管队干逐个设备进行检查，发现问题及时改进整改。

为了提高员工的工作积极性，矿里还制定了相应的奖励机制，在每月月底的队委会上，通过进尺、工程质量、不安全行为、设备检修状况等相关数据上浮区队和先进班组的工资分配系数，年底优先上报评选公司和矿里的各类先进。

目前世界首套快速掘进系统在连采掘进方面的优势已逐渐凸显，不断刷新着进尺纪录。预计8月份新的全断面高效快速掘进机出厂投用后，系统生产能力将有进一步的跨越式提升。快速掘进系统的成功投用标志着现代化矿井已搭上“高铁快轨”驶入高效快速掘进的崭新时代，更彰显了全矿干部员工在公司的正确领导下，全面建设领先世界的“安全、绿色、智能”一流矿井的信心和决心。（梁小燕 马恺）

1月30日，世界首套快速掘进后配套设备落户神东煤炭集团大柳塔煤矿。该设备正式运转后可实现月掘进尺2000—3000米的目标，效率比以前提高了2倍。该设备由神东和山西天地煤机装备有限公司共同开发，在世界煤矿采掘业中尚属首例，是立足于神东高产、高效采掘设备的基础，应用科技创新，研发出的适合神东地质开采要求的快速掘进设备。主要由掘锚机、锚杆机、帮锚机、转载机、破碎机、皮带机组成，其中，锚杆机采用最新研发出的八臂锚杆机，也是快速掘进后配套设备最大的技术亮点。八臂锚杆机重量超过60吨，与之前的四臂锚杆机相比，有八台钻机，一次可以支护两排锚杆，并且钻臂可以90度摆动，可边支护边打帮锚。八臂锚杆机的底部还新增了滑靴装置和转载支架通道，滑靴装置相当于火车轮子，保证锚杆机按照预定轨道前行。转载支架通道从锚杆机底部穿过，与掘锚机相连，锚杆机的液压马达能驱动转载支架行进，起到稳定方向和快速掘进的作用。

快速掘进后配套设备投入使用后，工作面的通风、辅助运输等系统都将进行相应的调整和改进，配套的干式除尘系统及双头运输车辆等高科技设备也将陆续投用。

2013-05-10 22:21:26 作者：王青青

体现全新设计理念、拥有自主知识产权的神东煤炭集团大柳塔煤矿快速掘进系统完成了一条巷道的掘进任务，这标志着世界首套煤矿快速掘进系统试验成功。

该系统创造性地变双巷掘进为单巷掘进，工作面一次成巷，掘进和支护能够平行作业，从而可以大大节约生产时间、提升掘进效率。今年2月6日，由掘锚机、八臂锚杆钻车、皮带转载机、迈步式自移机尾等组成的世界首套快速掘进系统，开始在大柳塔煤矿连采三队的操作下运行，巷道掘进速度因此大大提高，3月掘进进尺达到1507米，刷新了之前传统连采掘进工艺单月进尺1004米的最高记录。按照连采单、双巷掘进有效进尺的换算公式，1507米的单巷进尺相当于2500米的双巷掘进进尺，这样的掘进能力在世界煤炭行业绝无仅有。

大柳塔煤矿矿长罗文介绍说，快速掘进系统应用后，工效比以前增加了一倍。现在，公司正在前期试验的基础上对设备进行检修改造。预计到8月新的全断面高效快速掘进机投用后，该系统掘进能力可达4000米。

神东煤炭集团世界首套快速掘进系统日均进尺突破70米 2013-07-22

世界首套快速掘进系统在神东煤炭集团大柳塔煤矿试运转成功后，近日，神东与设备厂家针对系统运行过程中暴露出的一些设计缺陷进行了积极沟通、对接，对快速掘进系统进行了一次全面的技术改造，以期进一步提高系统的掘进效率，目前该系统的日均进尺已经突破70米。

快速掘进系统的迈步式自移机尾是工作面延皮带过程中的一台重要设备，负责为皮带前移提供动力。以往，迈步式自移机的所有操控都要在100米之外的控制台上进行，中间需要连接近30根100多米长的缆线，移动过程中极易发生线路故障。针对这一问题，神东与设备厂家经过反复实践和钻研，为迈步式自移机加装了独立的电气和液压系统，将迈步式自移机的操控功能从以前的控制台上分离出来，这样，大大减少了线路过多、过长导致的巨大维护量和液压动力的损失。

以往的系统设计由于没有考虑到大块煤因素，导致堵大块现象发生，不利于生产效率的提高。为此，技术人员专门为快速掘进系统加装了一台独立的破碎机，有效避免了堵大块煤的现象。为了增强设备运行可靠性，技术人员应用数据传输技术，将破碎机运行数据上传到,八臂锚杆机，工作人员通过八臂锚杆机的显示系统，就可以很好地掌握掘锚机与破碎机之间的距离，有效避免了八臂锚杆机与破碎机发生碰撞，导致设备损坏。同时，为避免空顶作业，技术人员还为破碎机植入了远程操作系统，大大提升了工作人员的作业安全。

据了解，该系统目前已实现了遥控、手动和电控同步操作。