在陜西延安富縣德馨煤礦地下500米的礦井里，最低高度為0.45米的極薄煤層液壓支架正在大展身手，在支架的撐頂保護(hù)下，輸送帶將開采到的厚度僅為0.55米的極薄煤層煤炭源源不斷地送上地面，過(guò)去因技術(shù)原因?yàn)闂壊傻拿簩油懽優(yōu)?ldquo;黑金”……這是新華日?qǐng)?bào)·交匯點(diǎn)記者近日遠(yuǎn)赴延安富縣看到的一幕，得益于江蘇國(guó)企徐礦集團(tuán)旗下子公司徐州華東機(jī)械有限公司的核心技術(shù)突破，江蘇科研力量為極薄煤層開采“撐”起一片“新天地”。
 

根據(jù)中國(guó)煤炭地質(zhì)總局相關(guān)資料，我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，但是煤層賦存多樣，通常以1.3m和0.8m為界限，厚度在1.3m以下的統(tǒng)稱為薄煤層，低于0.8m的屬于極薄煤層。

“截至目前，我國(guó)薄煤層的可采儲(chǔ)量占全部煤層可采儲(chǔ)量的20%以上，產(chǎn)量卻只占全國(guó)總產(chǎn)量的8%左右。與主力煤層相比，薄煤層、含氣量差開采難度大、成本高、效益低，長(zhǎng)期被視為煤層氣開發(fā)中的‘邊際資源’。”徐州華東機(jī)械有限公司液壓支架研究室主任李游告訴記者。

隨著易于開采的中厚煤層不斷減少，實(shí)現(xiàn)薄煤層的安全開采已經(jīng)成為了煤炭行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，如何解決煤炭工業(yè)“卡脖子”的極薄煤層開采難題？

“受制于技術(shù)和裝備條件，之前許多煤礦一米二以下的煤層都因開采難度較大而被棄采，造成資源浪費(fèi)。”李游介紹，華東機(jī)械有限公司瞄準(zhǔn)了這一“大市場(chǎng)”，將現(xiàn)代智能科學(xué)和采煤技術(shù)進(jìn)行深度融合，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，為能源資源提供安全保障，推動(dòng)煤炭開發(fā)利用。

說(shuō)干就干，2022年初徐州華東機(jī)械公司成立項(xiàng)目專班，整合各方資源，全面攻關(guān)極薄煤層液壓支架。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的攻關(guān)，項(xiàng)目專班自主研發(fā)出了適用于0.6米煤層厚度的極薄煤層液壓支架，變極薄煤層單體液壓支柱支護(hù)為綜采支護(hù)。“作為國(guó)內(nèi)首臺(tái)套，該型號(hào)最低高度為0.45米，工作阻力為3400千牛，它能在極小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)0.3米的超大伸縮行程。此產(chǎn)品的銷售額也已累計(jì)破億元。”該項(xiàng)目有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，為減少采煤工人井下的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全性，電控系統(tǒng)采用“支架自動(dòng)跟機(jī)移架”的操作方式，擺脫0.6米的內(nèi)部行人空間約束，實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人開采。
 

如今，這款創(chuàng)造支架產(chǎn)品“高度之最”的支架，已向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)3項(xiàng)發(fā)明專利、3項(xiàng)實(shí)用型專利保護(hù)技術(shù)。“目前產(chǎn)品已迭代兩次，較首代產(chǎn)品相比，第三代產(chǎn)品具備工作阻力更大、采高范圍更大、伸縮比更大、適應(yīng)煤層傾角更大等優(yōu)勢(shì)。”李游分析道。

技術(shù)研發(fā)只是手段，落地應(yīng)用才是目的。“我們的煤礦是單一煤層，平均厚度大約是55公分。原來(lái)使用的單體液壓支柱在安全系數(shù)各方面并不突出，也不能達(dá)到綜采的技術(shù)要求，面臨著淘汰的危機(jī)。”陜西省延安市富縣德馨煤礦礦長(zhǎng)郝永安說(shuō)，徐州華東機(jī)械廠為煤礦提供了量身定做的技術(shù)方案，以獨(dú)有的液壓支架與礦井現(xiàn)有的采煤機(jī)、刮板機(jī)實(shí)現(xiàn)三機(jī)配套，為綜采挖掘提供設(shè)備支撐。

更換后的效率如何？面對(duì)記者的提問(wèn)，郝永安回答，“效率非常不錯(cuò)，原本每班日產(chǎn)3、4刀，現(xiàn)在能夠提升到5、6刀。更重要的是，支架綜合支護(hù)極大減小了我們的空頂距，不僅保障了生產(chǎn)的安全系數(shù)，還降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。”
 

記者了解到，德馨煤礦之前采用的“高檔普采”工藝，采煤時(shí)每采完一個(gè)循環(huán)，都要人工回柱、移柱、運(yùn)柱、再重新打柱，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，而且效率低安全隱患多。如今，該礦使用極薄煤層支架產(chǎn)品后，用電液控液壓支架取代了人工支護(hù)，實(shí)現(xiàn)了工作面頂部的全防護(hù)，頂部掉石頭的安全隱患被徹底消除，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，產(chǎn)量也得到大幅提高。“降采高、減矸石、減人員、增效益”，這一技術(shù)將極薄煤層煤礦面臨的“卡脖子”難題轉(zhuǎn)化為新的生機(jī)。

除了安全生產(chǎn)，綠色開采也是煤炭生產(chǎn)的重要追求。李游表示，薄煤層開采具有對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì)，但許多地方的薄煤層開采受技術(shù)裝備所限，將巖石層和煤層一起開采，不僅浪費(fèi)動(dòng)力，還可能會(huì)導(dǎo)致地表下陷、裂縫，甚至?xí)a(chǎn)生水患，破壞自然生態(tài)。極薄煤層液壓支架為極薄煤層煤礦的機(jī)械化開采提供了條件，讓“只采煤不采矸石”成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)?；_采。