——以煤机三角煤自动截割智能化开采工程为例

　　内蒙古上海庙矿区富水软岩条件下巷道表现出严重的岩体软化、泥化、蠕变、底鼓、顶板下沉、帮部收敛、闭合、形变、喷浆层开裂以及支护体系受损等工程现象，这是制约侏罗纪煤田开采安全高效建设和生产的主要难题。智能化矿山是当今矿井建设的核心，采煤工作面的常态化运行作为智能化矿山的重要组成部分，如何在西部侏罗系弱胶结膨胀性软岩地层开展智能化煤炭开采并保证其常态运行至关重要。
　　为推动采煤工作面建设高标准建设、快速推进，围绕工作面“割得下、运得出、护得住”三个关键因素，积极对标全国智能化标杆矿井，积极探索技术创新和成果应用，全面提升采煤工作面智能化常态应用水平，矿井通过召开科室、区队推进会，加大管理考核力度，全面提高采煤智能化水平。受工作面客观条件影响，2021年8月19日，第一个采煤工作面智能化已投入常态化运行，由于两端头压力大、出口不畅通、底板松软、黏泥多、支架钻底严重，导致三角煤截割参数频繁调整，以适应现场条件，并且矿井三角煤调试还处于初步阶段，技术尚不成熟。为进一步推进智能化三角煤自动截割走向成熟，内蒙古上海庙矿业在新采煤智能化工作面推采过程中做了大量工作。
　　第二个采煤智能化工作面于2022年6月22日安装完成，7月2日初采，走向长度2420m、倾向长度327m。工作面倾角平均7°，煤厚1.8—3.0m、平均2.78m，煤层结构中等、稳定，具备智能化开采条件。相较于老智能化工作面，新采煤智能化工作面两端头出口更加畅通，三角煤自动截割的外部阻碍已打通，但底板依然松软，存在支架钻底的情况，电液控程序不稳定，割煤1 刀存在20架左右不动作、不到位情况。为解决这一技术难题，新采煤智能化工作面开展西部侏罗系弱胶结膨胀性软岩地层智能化煤炭开采工艺与技术研究，主要从三角煤自动截割、自动跟机移架开展研究，克服不利地质条件对智能化开采的影响。
　　选用山能塔高ZY9000/15/32D型电液控液压支架，智能化系统选用郑煤机电液控系统，配套西安煤机生产的MG750/1940WD型智能采煤机，搭配山能重装生产的SGZ1000/2×1200型刮板输送 机和SZZ1000/700型转载机。乳化泵选用浙江中煤BRW1000/37.5型，在两顺槽分别敷设一趟进回液管路，形成工作面环形供液。
　　升级改造ZY9000/15/32D型液压支架共17项，主要是将主阀组回液直径由φ25mm增加至φ32mm；推移缸、抬底缸缸径分别由160mm、125mm增加至180mm、140mm，推力由386kN增加大485kN；支架取消伸缩式前梁，改为整体顶梁；取消了单体支柱。记忆截割新增了12组程序，煤机进行了学习记忆共20余次。皮带输送机驱动采用3×315kW永磁电滚筒，运量提升至1800t/h，带速提升至4m/s。选用SGZ1000/2×1200kW变频调速刮板输送机，运量提高至2500t/h。将主阀组回液直径由φ25mm增加至φ32mm；取消伸缩式前梁，改为整体顶梁推移缸、抬底缸缸径分别由160mm、125mm增加至180mm、140mm，实现10s快速跟机移架。供电终端配置两台SVG无功补偿装置，终端电压提升8%，实现高压不进顺槽的目的，供电距离达到2700m。增设BRW1000/40乳化泵，供液距离达到4000m，支架采用每50架为供液分区的四区并联供液方式。井下施工用水，经三级过滤水质达到60μm，在三采区集中供液站安装BPW315/16三泵两箱喷雾泵，形成采区集中喷雾泵站。三采区原煤运输系统运量由1200t/h提升至2000t/h。
　　通过新采煤智能化工作面跟机自动化的不断调整优化，现场作业环境得以改善，工作效率大幅提升。在技术研发人员与矿井专业管理人员、技术人员、维修人员的不懈努力下，8月精煤产量386000t，9月份精煤产量439000t，平均工效160.5t/工，最高日产突破16200t。新采煤智能化工作面单班减少5人，实现采煤工作面单班控员8人目标。根据3808S智能化工作面现场情况，确定机头斜切进刀起始架是17号架，完成架是26号架，机尾起始架是178号架，完成架是165号架，确保符合工作面实际割煤情况。
　　新采煤智能化工作面常态化运行期间，减少采煤机在不同象限之间切换需要牵停等待的时间，减少两端头清煤次数各1次，共节约割三角煤时间20min。（作者：内蒙古上海庙矿业有限责任公司 张亮）