中國煤炭報 | 400多次試驗 啃下支架防倒“硬骨頭”

2020年，山西潞安化工集團寺家莊公司投產試運行10年后首次達產；發展史上最難的2021年，公司實現了安全穩產高產；2022年，提前實現了“雙過半”目標。

這意味著在復雜地質條件下，潞安化工集團寺家莊公司應用的大采高一次采全高綜采技術日趨完善、支架防倒技術逐漸成熟，實現了由“摸著石頭過河”向全行業領先的重大飛躍。

磨合期的跌跌撞撞

一次采全高與放頂煤采煤法相比，具有損失煤量少、回采效率高、工藝簡單、勞動強度小等優勢。

據綜采準備隊隊長耿立紅回憶，公司在2009年投產試運行時，集團為了“照顧”和“支持”新建礦井，在公司首采的15104工作面投用了一次采全高成套設備。由于寺家莊公司地質條件極為復雜，瓦斯含量高、地質構造多、影響范圍廣，過構造已是家常便飯。一次采全高設備投用后，曾經一度水土不服。整整10年，它一直“默默無聞”，沒有發揮出自身特長。

據生產技術部副部長劉波介紹，2021年公司開采的15302工作面先后揭露大型向斜構造和陷落柱，走向俯角最大20度，煤層傾角最大15度，其中50架為全巖，影響走向長度合計近450米，采煤工作面瞬間變成“采巖工作面”?！懊鎸@種情況，我們束手無策，甚至給礦領導提出了跳采的建議，即重打一條切巷，進行整體搬遷?！眲⒉ㄕf。

在工作面坡度、起伏落差不大的情況下，大采高設備完全能達到設計產能。但大部分礦井在采用一次采全高工藝時均發生過擠架、咬架甚至倒架情況，主要原因都是地質條件變化。遇地質構造或頂板壓力增大時，片幫、冒頂、壓溜時有發生，控制不當極易造成倒架。一旦倒架就會出現多米諾骨牌效應，影響連續數架甚至幾十架，處理起來難度極大，嚴重威脅回采工作面的安全，制約生產效率的提升。

2009年至2019年，寺家莊公司僅大型倒架事故就發生了3次，停產時間均在1個月以上。

“難題要是能解決，就能提升安全系數，這讓我們這些常年在幾百米井下工作的煤礦工人滿懷期待?！本C采二隊隊長喬艷飛說。

大采高一次采全高設備落地

“越是難啃的‘骨頭’，越是體現我們價值的時候?！痹摴径麻L、總經理李志平說。公司成立了專門的技術課題攻關小組，由李志平任組長。

為了弄清弄懂技術課題的癥結，公司組織機電“大拿”、檢修能手以及實踐經驗豐富的班組長、支架工，從熟悉一次采全高設備的基本參數入手，對支架工作阻力、地質結構、煤層傾角、煤體以及頂板的硬度系數、工作面來壓規律等大量數據進行分析。同時通過一次次的實踐教訓，一次次的跟班連班、現場寫實，公司總結出了煤層傾角增大、采高掌握不好等十大倒架因素。

針對十大影響因素，李志平最先提出了在架與架頂梁之間增加1處防倒千斤的改造方案。不過，任何方案從提出構想到實際應用，都需要反復試驗。

為了爭取到試驗機會，公司機電副總經理助理張懷慶和同事需要24小時盯守在井下工作面現場，等待和尋找每一個采煤機的停機間隙，并向當班職工不斷解釋試驗的必要性，以取得支持配合。

“支架升級改造先后有四個階段，安裝前防倒千斤是1.0版；2.0版是在架與架尾梁再增加1處防倒千斤，俗稱后防倒；3.0版是對底調千斤先天設計缺陷進行改良，對其液壓管路安裝孔進行擴孔并焊接合頁型蓋板、補平凸出面，既解決操作空間小、維護檢修難的問題，又解決了煤粉積存易損的問題；4.0版是將單底調千斤改為雙底調模式，增加一個底調千斤?！鄙a技術部采煤技術組組長鄭玉春說。

那么，這一系列的改良措施是通過什么原理起到防倒作用呢？

改良前，工作面相鄰支架互相獨立，是“一群散兵”，對工作面復雜條件的適應性差，極易倒架；改良后，通過前防倒千斤+后防倒千斤+底調千斤聯合作用，整個工作面支架變成一個整體，能靈活自如地應對各種復雜地質條件。

“三個千斤配合使用，移架時想咋調就咋調，靈活多了，安全也有保障，真是太好了?！币幻Ъ芄け硎?。

從確定方案、丈量尺寸、繪制圖紙、井下試驗到批量制作，全體技術人員耗時近3年，反反復復進行了400多次試驗，終于啃下了支架防倒這塊“硬骨頭”，讓大采高一次采全高設備在這座高瓦斯突出礦井落地生根，為公司安全穩產高產吃下定心丸。

“大采高支架防倒技術的突破，既解決了安全隱患，又提升了生產效率，真是一舉兩得?！眴唐G飛表示。

2021年，寺家莊公司創新布局了國內首個大采場工作面，工作面寬度較之前增加了四分之一、長度增加了一倍。這對大采高支架的性能提出了更高要求。為此，該公司與鄭煤機公司合作，專門為大采場工作面制造了一套全新的大采高設備?，F在，升級版的一次采全高設備正在15115大采場工作面緊鑼密鼓地安裝中。

責任編輯：郝佳麗