兖矿集团：北宿煤矿攻克薄煤层开采技术之路

　　建矿以来，连续17年被原煤炭部命名为“质量标准化矿井”；连续14年被山东省工商行政管理局评为“省级重合同守信用企业”；连续18年被原煤炭部评为“煤质管理标准化矿井”；1986年被省煤矿工业总公司命名为“双文明单位”；1989年被煤炭企协命名为“煤炭工业二级企业”；2001—2005年连续5年被中国煤炭工业协会命名为“薄煤层高产高效矿井”；2006年被中国煤炭工业协会命名为“行业二级安全高效矿井”。北宿煤矿煤层平均厚度0.9m，底板软，支柱易钻底，顶板为粉砂岩和石灰岩复合顶板，相变频繁，复合顶极易冒落，且煤层中均含有硫化铁结核（f=11—13）和硬夹矸（f=7—8），位置随机、形状不规则、体积大、硬度高，给机械化落煤带来极大困难。鉴于上述原因，北宿煤矿提出了“炮采机装”的开采工艺，即在不改变爆破落煤工艺的情况下，实现铲、装、运机械化、支护机械化，最大限度地提高机械化水平，以达到薄煤层安全、高效、集约化开采的目的。

　　“一米以下含坚硬夹矸薄煤层安全高效开采关键技术与装备研究”课题是针对一米以下含坚硬夹矸薄煤层如何提高矿井生产能力，解放生产力，提高采煤机械化程度，提高矿井安全系数进行的课题研究。该研究课题主要分为以下部分：一是挡装技术研究，成功研制了全封闭可调节高分子聚乙烯挡煤装置，爆破落煤时把冲向采空区的煤挡在刮板运输机内运走，实现面后煤自动挡装的目的；二是铲装技术研究，研制成功了“力矩平衡式”铲煤装置，利用煤堆自然角的作用，实现机械铲装煤；三是液压支架技术研究，成功研制了ZDB2400-06-12A型薄煤层炮采工作面双摆杆支撑掩护式液压支架，首次将液压支架用于一米以下含硬夹矸薄煤层工作面开采，实现了薄煤层开采工作面支护机械化，从而杜绝了采煤工作面顶板事故；四是爆破技术研究，采用朝向底板斜切式起爆顺序，一次最大爆破长度为15—20m，缩短了爆破时间，提高了爆破效率，采用先进的放炮智能管理系统，实现了爆破的闭环管理，确保了爆破安全；五是设备配套优化设计，对刮板运输机进行优化设计，将刮板运输机功率从40kW逐步提高到115kW，运输机中部槽高度从230mm逐步降低到205mm。同时研制了快速自移端头支架和转载机自移装置、转载机尾后切顶支架、运输机尾压柱装置。

　　通过在生产过程中的成功实施，大大提高了工作面单产，工作面单产由15万吨/年提高到60万吨/年，连续4年创全国薄煤层炮采最高纪录；劳动工效大大提高，由3.8吨/工提高到15吨/工，采煤区队人数由295人减少到130人；工作面回收率提高到98%%以上；减轻工人劳动强度，基本取消了人工攉煤和单体支柱支护；安全状况显著改善，2004年以来杜绝了顶板伤人事故的发生。同时提升了我国对复杂难采薄煤层安全高效开采的整体技术与装备水平，探索出一条“炮采机装”的薄煤层开采新途径，形成一套成熟的技术装备与生产工艺，为兖矿集团薄煤层安全高效开采奠定了坚实的基础、积累了丰富的经验，并形成了适应兖州矿区难采薄煤层安全高效开采的新工艺，也为我国类似煤层条件的安全高效开采起到了重要的示范作用。

　　2006年9月，该课题通过了中国煤炭工业协会组织的技术鉴定，鉴定委员会一致认为该项目各项技术指标达到了国际先进水平，2007年荣获中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖。

来源：科技日报