□李晓波
位于华蓥山下、天池湖畔的绿水洞煤矿隶属于四川川煤集团华荣能源公司,是国有独资企业。矿井于1981年底建成投产,现有职工1600余人,核定产能110万吨/年,配套建有一座原煤入洗能力120万吨/年的重介选煤厂。投产39年来,绿水洞煤矿累计生产商品煤2562万吨,实现工业总产值70亿元,利润6.47亿元,纳税10.98亿元。
绿水洞煤矿水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大灾害俱全,煤层合并分岔频繁,倾角从0度到90度,为煤与瓦斯突出煤矿,矿井地质类型为极复杂型,水文地质类型为复杂型,水患危险程度Ⅰ级,开采极为困难。从上世纪90年代初开始,该矿组织力量向大倾角、急倾斜综采发起了多次攻关,一次次攻克了被称为世界难题的煤层最大倾角机械化采煤技术,引来国内十几个省份80余家煤炭企业的代表和乌克兰、土耳其、巴基斯坦等国家的煤炭开采领域专家学者前来参观学习。
以周邦远、谢家鹏、陈胜明、李正军为代表的一代代劳模和工匠,39年来持续发挥求精、专注、严谨、诚信、敬业的工匠精神,引领全矿干部职工用智慧和汗水谱写了“勇立潮头,敢为人先”的“大倾角精神”,助力矿井在大倾角、急倾斜综采中攻坚克难,达到“国内领先、国际先进”水平,分别获得1999年、2008年、2019年四川省科技进步一等奖,企业先后获得“劳动关系和谐企业”“全国依法生产先进煤矿”“国家一级安全生产标准化矿井”“全国文明煤矿”“中国企业文化建设优秀单位”等荣誉称号。
谢家鹏(右一)在井下视察工作
进入2008年,随着矿井开采深度的增加,绿水洞煤矿采煤工作面的倾角越来越大,35度大倾角开采技术已经越来越不适应现场的需要,如何破解45~60度急倾斜开采技术这一世界难题,任务再次摆在了绿煤人的面前。这项技术研究成功,企业可以做大做强,实现健康可持续发展,失败则面临着被市场淘汰的危险,“是生存还是灭亡”成为摆在绿煤人面前的世纪之问。
共产党员、广能公司劳动模范、时任绿水洞煤矿总经理谢家鹏适时向全矿发出了“弘扬大倾角精神,保持领先优势,攻克急倾斜难关”的号召,并亲自担任项目攻关组组长,在5654工作面拉开了急倾斜攻坚战的序幕。
5654工作面平均倾角55度,最大倾角达到63度,煤层厚2.5~3.5米,走向长度1400米,倾斜长度130米,煤炭储量70余万吨,是绿水洞煤矿建矿20年来遇到的倾斜度最大、走向长度最长、煤炭储量最多的工作面。人员、设备一进入现场,自然界就给了绿煤人一个下马威,在陡峭得近乎立起来的工作面上,毫无经验的职工很快遇到了液压支架、刮板输送机、采煤机三机整体倒滑的险恶状况。面对困难,谢家鹏带着一壶水和几个馒头来到现场,与职工一起想办法、定措施。
那段时间,绿水洞煤矿的职工发现,谢家鹏办公室的灯光常常彻夜不息,他们知道,那是谢家鹏在彻夜不眠地问计于科技书籍、专家学者、工程技术人员,只是为了5654工作面能够试采成功。艰辛的工作换来了成功的喜悦。他们在5654工作面成功攻克了液压支架、刮板输送机、采煤机下滑,采煤机加油速度慢,工作面倾角达到63度时局部出现高达2米大断层,造成10多架支架连续倒架、背架,支架底板推底、底座悬空,工作面片帮和飞矸伤人等难题,保证了急倾斜综采工作面的顶板支护和人员操作安全。
由于急倾斜煤层综采试验成功,绿水洞煤矿的产量由当初的60万吨增加到2008年的107.6万吨,回采工效也由4吨/工提高到17吨/工。自此开始,急倾斜综采成为绿水洞煤矿最闪亮的一张名片。
周邦远(右三)在综采设备安装现场指导现场作业人员进行设备检测
1981年12月31日,绿水洞煤矿建成投产时,设计年生产能力60万吨,开采二叠纪3米左右的中厚煤层。因为最初开采的主要是背斜轴部的煤层,倾角均在35度以内,矿井一直采用走向长壁法开采,包括高档普采和炮采。
时光流转。进入1987年后,绿水洞煤矿35度以下煤层基本采完,剩下的均是35~55度的大倾角煤层。对于这种煤层,用走向长壁法开采,由于倾角太大,顶板管理十分困难,采空侧冒落的岩块下窜,对单体支柱的冲击较大,造成严重的安全威胁,仅1988年就发生冒顶事故2起,5名工友在事故中丧生。大倾角在导致严重安全威胁的同时,也造成了劳动效率低、经济效益差等突出问题,每月单产只有6000吨,加上工作面长度受限制导致回采率低,在增加掘进量的同时降低了经济效益。
随着煤层倾角的进一步增大,为保安全、增效益,绿水洞煤矿领导班子经过反复讨论,并报请华蓥山矿务局同意,改用刀柱采煤法开采,享受国务院政府特殊津贴的共产党员、煤炭部专业技术拔尖人才、劳动模范、时任绿水洞煤矿总工程师周邦远负责组织开展先进采煤法的科学调研工作。在调研中,他发现刀柱采煤法每采12米留5米走向长度不采,虽然实现了顶板基本不垮、产量略有提升,但职工的劳动强度并未减轻,采区煤炭采出率更是低至40%,在万吨掘进率大幅提升的同时,给通风安全也造成了更大的压力。心急如焚的他每天与采煤职工一起蹲守在作业现场。“那段时间,每天跟着周总进出井下,摸爬滚打,查勘上下出口安全距离、采煤面放炮效果、支柱回柱劳动效率,每天听着他软糯的嗓音,看着他宽厚的背影,我的心里就觉得踏实。我知道,我们的明天有希望了。”时任绿水洞煤矿采煤三队队长陈胜明多年后回想起当年的情景,仍然深有感慨。
1993年,周邦远得知攀枝花矿务局有一套从波兰进口的综采设备,便前往洽谈。无偿引进到绿水洞煤矿之后,矿井极为重视,专门成立了矿井综采设备连队——采煤五队,在6231工作面开展综采攻关。3年下来,综采产煤3万余吨,还没有炮采的效率高!“煤层倾角大的环境下到底是不是适宜搞综采?”“我们这么试验下去,还有必要么?”一时间,各种否定之音纷至沓来,华蓥山矿务局和绿水洞煤矿两级领导班子和冲在最前头的周邦远面临着空前的压力。
“如果我们不搞综采,这么大倾角的煤层,安全回采问题就会一直是最致命的障碍。我们这些人还好说,矿井几千名矿工怎么办?”1997年年初,在一次绿水洞煤矿领导班子大倾角综采专题讨论会上,周邦远含泪说道。
“我们班子不能动摇、不能泄气,如果我们都没有信心了,职工就更看不到希望了!”绿水洞煤矿领导班子会议统一了基调,并在周邦远的亲自指导下向华蓥山矿务局提出了新的综采试验报告,与报告同时递交的还有周邦远“若项目失败就主动辞职”的军令状。
看到周邦远与绿水洞煤矿近4000名干部职工眼中的热切,华蓥山矿务局领导班子经过反复调研论证,在经费极端紧张的情况下,筹措资金1000余万元,与西安矿业学院、上海煤科分院等科研单位紧密携手,继续开展大倾角综采攻关工作。
倾角35度以上的大倾角综采,不仅周边矿井无成功的先例,放眼国内外也无成功经验可供借鉴,一切都要摸着石头过河。在设备选型、研发的日日夜夜里,周邦远没有睡一个囫囵觉,设备安装期间更是时常怀揣两三个馒头、背着一壶冷开水在现场一守就是一两天不合眼,最长的一次守了三天三夜。端头支架无法搭接,支架接不到顶,泵管堵塞了……每一件、每一桩他都要亲自过问、亲自处理。
1998年4月12日,这是一个令人欣喜的日子,费尽千辛万苦终于如期安装成功的大倾角综采工作面终于开始试采。一个月后,试采结果出来了,出煤23392吨。这是一个令所有人并不满意的结果,怎么办?周邦远又一头扎进现场,与承担试采任务的采煤三队干部职工一起反复推敲、查找问题、改进设备、改良工艺。情况一天天好转,到1998年9月,该工作面仅生产21天,就出煤42697吨,平均每天出煤2033吨。1999年底,绿水洞煤矿大倾角综采技术经有关专家考评鉴定,达到“国内首创、国际领先”水平,并获得当年四川省科技进步一等奖。2005年,绿水洞煤矿综采技术得到上级认可,年生产能力由60万吨增加到120万吨。
绿水洞煤矿井口
陈胜明(前排左二)陪客人参观矿区
2017年,严峻的形势再次将绿煤人“逼上了梁山”。矿井面临采掘失调、无面可采的风险,不得不重新启用原来按炮采设计的3212工作面。共产党员、全国优秀采煤队长、时任绿水洞煤矿矿长陈胜明与工程技术人员深入现场,开展炮采改综采调研工作。
3212采煤工作面位于打锣湾背斜西翼,走向长550米,倾斜长140米,煤层倾角由北向南逐渐增大,呈南高北低走向,平均60度,局部达78度,单一煤层,平均煤厚2.5米,可采储量约30万吨,开采难度之大前所未有。
2017年5月15日上午,陈胜明组织工程技术人员召开专题会议,讨论研究3212采煤工作面开采方式,会议气氛异常凝重。在这么大倾角的工作面搞综采,有太多的技术难题需要攻克,很可能会得不偿失,很多人都在心里嘀咕。“在这个工作面上综采难度太大……”“局部倾角达到78度,支架、割煤机、溜子如何生根?”“依据目前矿井的经营状况和技术管理水平,我们必须考虑是不是要冒这个险?”大家抛出了一个又一个问题。陈胜明皱着眉头认真听着,等大家发言完毕后,他沉静地对大家说:“大家不要只看到上综采的困难,而忽略了炮采在安全、功效和劳动强度等方面的问题更大。再说,我们矿下一步开采的+150米水平西翼,煤层倾角和赋存条件和这个工作面差不多,难不成我们还要退回去搞炮采?为了职工的生命安全,为了企业的生存和长远发展,我们只能上综采。大家要看到搞综采的优势,因为我们有一整套成功的大倾角综采技术,有一支经历了大倾角综采攻关考验的、工作经验丰富的干部职工队伍!”他的这一席话,立即找回了大家的信心。因为大家相信他,相信这个经历了大倾角综采考验的领头羊。
时光回溯到20年前,当时作为采煤三队队长的陈胜明带领工友们一起创造了大倾角综采的一个又一个奇迹。2000年3月,5634采煤工作面遇老塘特大涌水,端头支架和桥转机被淹,蹲守现场的陈胜明立即脱掉衣裤跳入齐腰深、冰冷刺骨的水中,与工友们一起清收煤矸、清洗水泵底阀。2000年10月,采煤机出现故障,在用户排队购煤的销售旺季,生产每耽搁一天矿井就有一天的损失。陈胜明立即赶往井下,与工友一起查故障、找原因、解难题,连续奋战20多个小时。2001年8月,工作面中部遭遇罕见陷落柱,支架无法接顶,陈胜明立即爬上支架顶端,与几名经验丰富的职工一起传盘料、架木垛、铺假顶,顺利消除了安全隐患。大倾角开采试采中,采煤机因为受自身重力和工作面坡度的影响,逐渐偏离了煤层走向。陈胜明深入生产现场,不停地跑机头、机尾,观察采煤机运行轨迹,大胆提出了改采煤机直推为向斜坡上方推进,液压泵再给机器一个向斜上方的推力,这个力抵消掉机器自身向下滑的重力之后,采煤机的运行轨迹整体看起来就是在一条直线上运行,不会下滑了。
20年后,陈胜明又在3212采煤工作面向急倾斜综采发起了攻关。设备地面调试的时候,恰逢连天阴雨,陈胜明和矿井及嘉华厂的工程技术人员一道拿着图纸、背着水壶、吃着盒饭蹲守在现场。“设备调试最初的那两天,问题接连出现,在现场职工焦急而期待的目光下,守在现场的我心急如焚,好在经过反复试验之后终于找到了正确的方式。”综采地面调试成功后,陈胜明终于长松了一口气。
2017年5月31日,在绿水洞煤矿全体干部职工的注视下,3212急倾斜综采工作面设备安装正式开始,陈胜明在现场亲自指挥。当支架下放到距下出口28米处时,底板上的承重轨道突然断裂,支架重心发生偏移而下道。处理超重下道支架是一个危险活,也是一个非常困难的活。陈胜明与现场干部职工一起用“绣花”一般的功夫,在人都难以站立的陡坡上将支架扶上了道。然而,在下放过程中又反复出现同样的问题,压坏轨道三处,直到6月1日夜班才把端头支架下放到位。
这样下去可不行!6月2日,陈胜明召集嘉华厂和矿井的工程技术人员一起商议,决定对切眼下段底板用水泥浇筑进行硬化,终于解决了支架下放导致底板塌陷造成轨道损坏的问题,实现了支架的安全下放。7月底,眼看着工作面安装即将完成,一纸调令将陈胜明调离了绿水洞煤矿,急倾斜综采的担子从此落到了另一个年轻的“80后”矿长李正军身上。
绿水洞煤矿安全文化墙
李正军在3212工作面上出口查看采煤机工作状态
李正军,1983年生,中共党员,四川省青年岗位能手,第8届“全国煤炭青年五四奖章”获得者。作为川煤集团最年轻的矿长之一,他在读书的时候就对急倾斜综采情有独钟。2016年在李子垭南煤矿任矿长时便在该矿5135工作面开展大倾角综采试验取得成功,在龙门峡南煤矿任指挥长时又在该矿3131工作面成功实现综采首采。2018年7月26日,年仅35岁的李正军履新来到绿水洞煤矿任矿长。
来到绿水洞煤矿后,李正军在心里暗暗对自己说:这是一个有着大倾角综采优良基因传承的煤矿,我可不能在3212工作面把它搞砸了。到矿之后,他连续5天到3212工作面安装现场查看,与现场职工交流,倾听职工的意见和建议。
掌握了基本情况后,李正军运用自己所学的矿山开采科学技术,带领矿井与嘉华厂的技术人员,破解了在70度急倾斜工作面上综采设备易倒滑、推底和发生片帮、跑车、飞矸伤人等技术难题,摸索形成了规范的开采技术及工艺:设计制作的机道挡矸板和机道安全气囊,解决了人员进入机道作业时的飞矸伤人的问题;增加架间挡矸门密度,解决了人员上下安全的问题;增大泵压,改变生产工艺,解决了支架、溜子在工作面下滑的难题;研制的改进型采煤机,使采煤机防跑制动性能提高了1倍以上;对中部槽8字连接环强度进行改进,杜绝了8字环断裂后造成中部槽凸起影响采煤机顺畅行走的问题;对端头支架内部结构进行改进,解决了端头支架推进困难和工作面超高时无法有效接顶的问题;改进端头支架升降座,解决了端头支架升降困难的问题;自主设计的工作面端头支架出口安全通道,解决了下出口人员行走的安全问题;增设采煤机电机防撞装置,提高柔性轴安全系数,解决了采煤机电机易烧毁问题;对采煤机摇臂升降座进行改进,解决了调高油缸嘴易损坏问题;在风巷超前支护范围内实施浅孔预裂爆破和退铆技术,基本解决了采煤工作面上隅角采空区大面积空顶的问题……
2018年8月12日,在近1700名干部职工的注视之下,3212急倾斜综采工作面开始试采。第一次在如此陡峭的工作面进行综采,割煤机司机和推溜移架人员都小心翼翼,生怕一个操作不当导致设备下滑发生事故。但试采结果却出乎大家的预料,原本担心支架下滑的问题没有出现,8月18日反倒出现了支架上窜的现象,导致机头有200毫米厚的煤层无法割穿。李正军得知情况后,立即组织人员召开专题会议,商讨解决问题的办法,会后又一头扎进作业现场,渴了喝一口矿泉水,饿了吃两口地面送来的班中餐,与职工们一起逐架逐架下放支架。经过连续48小时的调整,1号支架距端头支架的距离才恢复了正常状态。
自2018年8月试采以来,3212急倾斜工作面综合机械化开采除8月份受设备调试、现场操作不熟练等原因影响产量为8000余吨外,其余月份产量均在27000吨以上。该工作面以保持国家安全生产一级标准化水平、无一工伤的安全业绩,9个月顺利完成30万吨煤炭的回采,回采率达到了98%。
3212急倾斜工作面综合机械化开采成套技术的成功运用,解决了全国70度急倾斜中厚煤层开采的技术难题,填补了国内外70度急倾斜中厚煤层无法实现综合机械化开采的空白。项目衍生了7项实用新型专利、9项发明专利,其中“采空区水力致裂顶板技术”获得四川省科技进步奖一等奖。
进入2021年,川煤集团重组后,新川煤、新华荣以崭新的面貌呈现在世人面前,年届不惑的绿水洞煤矿也在新川煤、新华荣的领导下,在3216工作面开始了新的综采工艺探索。
3216工作面上段倾角最小只有5度,下段倾角最大达到72度,倾斜长度76米,在施工图纸上就像一张拉满弦的弓。
“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。”“全国五一劳动奖章”获得者彭松波,全国煤炭工业劳动模范杨富均、文志祥,四川省劳动模范何模洪,广安市劳动模范邓强,广能公司劳动模范邓淞林、曾方彬等一大批劳模、工匠在“勇立潮头,敢为人先”的“大倾角精神”指引下迅速集结起来,引领绿水洞煤矿如一支从3216工作面射出的利箭,向着机械化、自动化、信息化、智能化矿井的目标直射而去。