▲截煤機(jī)上巷超前支護(hù)

▲截煤機(jī)牽引機(jī)

?技術(shù)人員改造采煤機(jī)組

大傾角薄煤層也能無人開采

——龍煤集團(tuán)向陽礦首創(chuàng)大傾角薄煤層遠(yuǎn)程集中控制無人開采工作面紀(jì)實(shí)

“再用傳統(tǒng)的眼光看煤炭開采，你就落伍了，我們礦已實(shí)現(xiàn)了大傾角薄煤層工作面遠(yuǎn)程集中控制無人開采。”近日，黑龍江龍煤集團(tuán)七臺(tái)河礦業(yè)公司向陽礦分管機(jī)電工作的副礦長馬德強(qiáng)興奮地對(duì)筆者說起了這項(xiàng)遠(yuǎn)程集中控制無人開采技術(shù)。

5月4日，向陽礦九井490901采煤工作面遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)正式投用，實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程集中控制，井下無人開采出煤。至此，向陽礦首創(chuàng)了大傾角薄煤層遠(yuǎn)程集中控制無人開采工作面，標(biāo)志著七臺(tái)河礦業(yè)公司科技創(chuàng)新工作又上了一個(gè)新臺(tái)階。

“我們坐在地面辦公室，點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能讓井下工作面出煤，再也不用下井到工作面打眼、放炮、出煤了。”向陽礦九井工人于文海笑得合不攏嘴。他是第一批操作井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)采煤的工人之一。

研發(fā)爬底板機(jī)組

向陽礦的煤層屬于大傾角急傾斜煤層，平均厚度0.6米，多年來一直采用炮采、非連續(xù)化運(yùn)輸進(jìn)行生產(chǎn)，工作面必須上齊“三防”措施才能生產(chǎn)，不僅生產(chǎn)效率低，而且安全管理難度大。

如何保證大傾角薄煤層工作面安全生產(chǎn)?如何改變傳統(tǒng)采煤工藝，將一線工人從繁重的勞動(dòng)中解脫出來?經(jīng)過幾年的調(diào)研，向陽礦的技術(shù)人員開始探索大傾角薄煤層工作面無人開采技術(shù)。

2017年3月，技術(shù)人員在大傾角薄煤層工作面成功應(yīng)用截煤機(jī)無人采煤工藝，但由于井下煤質(zhì)硬度不同，一些采煤工作面難以應(yīng)用這一工藝。

面對(duì)困難，技術(shù)人員在截煤機(jī)無人開采工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)采煤機(jī)組進(jìn)行了技術(shù)改造。他們拆除了采煤機(jī)組的牽引部件、運(yùn)輸部件等，改造了主機(jī)和滾筒，在采煤機(jī)組主機(jī)底部焊接了“爬犁”板，把機(jī)組牽引改成回柱絞車牽引，避免機(jī)組上下運(yùn)行時(shí)因底板凸凹不平被卡住，成功研發(fā)了爬底板機(jī)組開采工藝。

490901采煤工作面應(yīng)用爬底板機(jī)組開采工藝后，實(shí)現(xiàn)了工作面無人開采，開創(chuàng)了大傾角急傾斜薄煤層應(yīng)用爬底板機(jī)組采煤工藝的先河。

為采煤機(jī)組裝上“大腦”

今年年初，龍煤集團(tuán)樹立了一體化、自動(dòng)化的煤炭開采理念。向陽礦技術(shù)人員經(jīng)過深入調(diào)查研究，決定在490901采煤工作面試驗(yàn)安裝一套井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，使井下開采設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制工作面開采，必須有精干高效的科技創(chuàng)新隊(duì)伍。為此，向陽礦成立了由機(jī)運(yùn)科、監(jiān)測(cè)科、井口機(jī)電人員組成的創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用一個(gè)月的時(shí)間使井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)與生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際需要，在490901采煤工作面井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)中安裝了防爆電腦、防爆服務(wù)器、球形攝像儀等硬件設(shè)施。其中，球形攝像儀具有目標(biāo)追蹤鎖定功能，能隨著爬底板機(jī)組的移動(dòng)而移動(dòng)，隨時(shí)監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行狀況。同時(shí)，他們安裝了兩個(gè)槍形攝像儀，一個(gè)負(fù)責(zé)回柱絞車監(jiān)控，另一個(gè)負(fù)責(zé)工作面滑輪監(jiān)控。憑借這三個(gè)攝像儀，向陽礦實(shí)現(xiàn)了時(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人工作面設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目標(biāo)。

硬件安裝后，如何用軟件操控，成了創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的一個(gè)棘手問題。他們調(diào)研分析、集思廣益后，將自行研制的單片機(jī)作為核心部件，用485轉(zhuǎn)光纖控制模塊傳導(dǎo)到地面，再用光纖轉(zhuǎn)到485通訊模塊，由485通訊模塊連接到電腦，通過電腦操控機(jī)組，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。

“為了保證這套系統(tǒng)安全高效運(yùn)行，我們?yōu)榕赖装鍣C(jī)組電機(jī)增加了電流和電壓采集及保護(hù)裝置，給控制啟動(dòng)器帶來雙層保護(hù)，使爬底板機(jī)組電機(jī)不會(huì)因過載燒損而影響安全生產(chǎn)。”創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成員、向陽礦機(jī)運(yùn)科技術(shù)員李國強(qiáng)告訴筆者。

4月14日，490901采煤工作面正式安裝調(diào)試井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)。工人在地面的控制室啟動(dòng)爬底板機(jī)組，利用回柱絞車牽引爬底板機(jī)組進(jìn)行割煤。

經(jīng)過幾番調(diào)試、改進(jìn)程序后，490901采煤工作面井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)運(yùn)行順暢。

緩解一線工人緊缺的壓力

490901采煤工作面應(yīng)用井下遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)后，一個(gè)圓班生產(chǎn)煤炭達(dá)166.66噸。只有在工作面搬家需要挪支架、回柱絞車、割煤機(jī)時(shí)，一線工人才下井到工作面作業(yè)。其余時(shí)間，他們只需在地面操控室操控即可。

“使用這套控制系統(tǒng)后，我們礦不但減少了一半作業(yè)人員，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還降低了生產(chǎn)成本，提高了工作效率，安全更有保障了。”向陽礦九井分管機(jī)電工作的副井長呂繼全說。

走進(jìn)向陽礦九井，筆者見到于文海正坐在電腦前輕點(diǎn)鼠標(biāo)，操控工作面機(jī)組采煤。

于文海說：“現(xiàn)在到井下工作的年輕人越來越少了，高科技采煤可以吸引他們，緩解了一線工人緊缺的壓力。我也從一名礦工變身技術(shù)工人，每天只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)就可以下達(dá)噴霧供水、斷水指令，遠(yuǎn)程操控爬底板機(jī)組開停機(jī)、絞車上提下放等。”

截至目前，向陽礦7個(gè)井口的14個(gè)采煤工作面中已經(jīng)有3個(gè)應(yīng)用了截煤機(jī)開采工藝、5個(gè)應(yīng)用了爬底板機(jī)組開采工藝。