单刀煤炭产量2033吨，单班产量达10165吨，生产效率提升43%，节约搬家倒面费用2600余万元，多回收煤柱经济价值约1220万元……这是国能榆林能源有限责任公司（以下简称国能榆林能源公司）郭家湾煤矿51210综采工作面的成绩单。作为我国首个500米级超长综采工作面，自3月30日正式投产以来，该工作面始终保持安全稳定运行。
早班检修时段，工作面扩音电话里时不时传来沟通启停设备的声音，工具敲击采煤装备的脆响此起彼伏，郭家湾煤矿综采一队的员工正在仔细排查每一处设备隐患。286台液压支架如钢铁脊梁般一字排开，稳稳撑起一片长达502米的开采空间。“这个工作面就像一个刚学会走路的小娃娃，要慢慢地、稳稳地走。”该矿党委书记、经理陈元良的话，为我们了解该工作面的“闯关之旅”拉开了序幕。
开荒——
撑起500米级超长工作面
郭家湾煤矿总工程师李亚军笑称，这个超长综采工作面的诞生“算是被动的”。
“十四五”期间，国能榆林能源公司加快推动旗下郭家湾煤矿和青龙寺煤矿达产稳产，累计生产煤炭5500多万吨，煤炭产量屡创新高。站在新的起点上，为进一步提升大盘区开采效率，增强职工幸福感与获得感，一场关于超长工作面的创新探索在郭家湾煤矿正式拉开帷幕。
51210工作面位于郭家湾煤矿二盘区的东南角。李亚军说：“如果按常规思路，在这里布置两个工作面，不仅开采效率低下，还会造成大量煤炭资源浪费。可如果合并成一个工作面，又长得让人心里没底。”
更棘手的是，该矿的地质条件远比外界想象的复杂。“井田处于蛮兔塔断层带腹地，区内有大大小小的断层86条之多，历史上遗留的小窑多达113处，这些小窑隐患重重，积水、有害气体、火区等风险交织并存。”国能榆林能源公司副总经理张增誉说起井下的地质实情，眉头不自觉地皱了起来。
条件再难，路还得往前走。“我们编排十年采掘接续计划，要保证每年800万吨的稳定产量，翻来覆去测算、论证，发现这个盘区的煤炭资源非采不可。”陈元良回忆，开采方案讨论了很久，“在综合考量能源保供大局、煤炭资源高效利用、生产系统简化等多重因素后，我们下定决心，就按一个超长工作面进行布置，啃下这块硬骨头！”就这样，500米级超长综采工作面的种子，在现实的压力下，被埋进了土里。
真要把种子育成苗，考验的是整个技术体系。“这个超长工作面，没有成套的先进技术做支撑，是不行的。”张增誉一边感叹一边列出了密密麻麻的技术清单。
首当其冲的就是顶板压力管控。“工作面越长，顶板悬露的面积就越大，矿压也就越难控制。”张增誉打了个十分形象的比方，“这就像在一间房子里，房子面积小的时候，四根柱子就能均匀受力、稳稳支撑；房子面积一大，中间就成了薄弱点。”他严肃地说，在煤矿井下，顶板就是天，顶板压力控制不好，一旦发生大面积垮落，那和天塌了没什么区别。为了破解这一难题，技术团队反复研究顶板岩性结构，超前实施顶板水力压裂，将完整的顶板切割成小块，实现顶板随采随落，从源头避免大面积悬顶带来的剧烈来压，同时优化液压支架的支护参数，确保每一台支架都能稳稳托住顶板。
运输也是大麻烦。张增誉用一道算术题，解释了其中的难度：“刮板运输机铺设长度是502米，一股完整的环形链条就有1004米，两股链条总长度就达到了2008米。”他进一步说，500米工作面的出煤量，比传统300米左右的工作面多出六七成，巨大的煤流对链条的强度、张力和可靠性都提出了极限考验。“放在过去，这种重载的关键部件，我们只能依赖进口，不仅价格昂贵，而且后期维护、配件供应都受限制。如今，国产高强度链条稳稳扛起了这千钧重担。”张增誉算完这道数学题，话里满是底气，“如果不是我们国家在原材料与装备制造能力上的显著提升，这是想都不敢想的。”
头顶要撑得住，脚下要运得走。然而，要驾驭这条500多米长的钢铁长龙，光靠这两样本事还远远不够。“支架选型、供电设计、通风布局、智能控制……那些传统工作面中的常规环节，在500米的长度下，都重新成为了考验。”陈元良感叹，这500米开采空间的每一米推进，靠的都是一招一式的硬功夫。
布防——
锁紧安全生产链条
顶板撑起来了，装备铺进来了，怎么管住这500多米长的工作面，是更大的考验。郭家湾煤矿分管安全的副总经理卢学明说：“安全不是靠安全部门管出来的，是靠全体员工干出来的。”
51210工作面投产以来，郭家湾煤矿已经针对这个特殊的工作面，召开了两次风险识别会。每次会议都由安全部门牵头，经理、总工程师、各分管经理、副总工程师、各部门负责人、综采队队长等全部参与。
“大家的讨论十分热烈！”卢学明感慨。机电部门负责人说：“液压支架安全阀若出现卡滞失效，立柱极易发生爆缸事故，高压乳化液瞬间急剧释放，危险性极大，后果不堪设想。”通风部门紧接着提出：“500米距离，通风阻力增大了，风量不够，采空区有害气体就可能超标。”生产部门则考虑：“老顶什么时候来压？来压的时候支架能不能支撑住？”你一言我一语，风险点一个个被揪出来。
“众人拾柴火焰高嘛。”陈元良这样评价两场风险识别会。目前，郭家湾煤矿已经形成了包括生产组织、顶板矿压、机电设备、“一通三防”、防治水、安全监督、应急处置等在内的《51210超长工作面安全回采工作方案》，每一项都落到具体人头上。
会开完了，真正的考验在井下。安全监管的“前沿哨兵”是驻队安监员。“500米工作面风险点多、战线长，必须专人专盯，不能有半点分心。”卢学明严格要求，驻队安监员每班对全工作面巡查不少于3次，重点关注支架压力、运输机状态、通风安全，发现隐患立即叫停处置。
这里还有一双不眠的“眼睛”——针对更换大型部件、初采、末采等高风险作业，矿上实行全流程视频监控。升井后，管理人员逐帧倒查视频，核查操作是否规范、措施是否落实。郭家湾煤矿调度室副主任任武说：“就算管理人员不在现场，也能确保每一步操作都合规，让违规操作无处遁形。”
郭家湾煤矿综采一队采煤机司机贺瑶瑶操控采煤机，精准调控割煤速度。500米级超长工作面的落煤量远大于传统工作面，采煤机行进过快极易造成刮板运输机过载、压溜、断链等事故。“采煤机在机头至180架，每分钟行进不超过8米；181架至240架，每分钟行进不超过7米；241架至机尾，每分钟行进不超过6米。”该矿机电信息办副主任王文刚对这些管控参数如数家珍。他说：“这套运行参数绝非主观臆断、盲目制定。我们结合刮板运输机额定电流与现场实际负载，经过反复实测校验，最终确定分级调速标准，避免链条承受冲击荷载、超负荷运行，切实保障刮板运输系统安全平稳运转。”
最让卢学明揪心的，还是顶板来压。“工作面越长，矿压显现越复杂。”卢学明解释道，“500米的工作面，压力分布可能呈现双马鞍形——前300米一个压力峰值，后200米又一个。”他拿出手机，指着最近一次老顶来压时的支架压力监测图，上面一排排红色柱状图标清晰地显示着压力超限的位置和数值。“为了精准掌握顶板压力变化，我们建立了‘每班统计、每日分析、每周汇总’的矿压观测机制，每隔30米就布设一个矿压观测点，将智能传感器监测到的数据与人工观测的压力表数值比对，精准分析顶板来压的周期和强度，提前预判风险、制定应对措施。”
“要以时时放心不下的责任感，把每一个小环节都盯住。”卢学明常把这句话挂在嘴边，既是提醒自己，也是提醒每一个下井的弟兄。
初捷——
技术革新开出实在宝藏
“一刀煤就是2033吨呀。”任武感叹。如今，51210工作面的单班生产能力已经达到1万吨以上，生产效率比300米左右工作面提升43%。他介绍，效率的提升在很大程度上得益于对“三角煤”开采时间的压缩。
“综采工作面正常回采，采煤机到两端头时要‘吃三角煤’。”任武解释，每一次操作都耗时费力，还容易对设备造成磨损。
在300米左右的工作面，一班割8刀煤，就要吃8次“三角煤”，一次至少20分钟；而在500米工作面，一班只需割5刀煤，吃5次“三角煤”，一班就能省下1小时左右。“省下的时间就是产量，就是效益。”任武说。
李亚军算的账更大。按照传统开采方案，51210工作面所在的这块区域要布置两个工作面，现在合成一个，直接减少了两条巷道的掘进工程量，少进行了一次搬家倒面作业。“光是搬家倒面这一项费用，就节省了2600余万元。同时，合并工作面后，我们多回收了19米的保安煤柱，按照当前的煤炭价格计算，这部分煤柱的经济价值超过1200万元。”
在陈元良眼里，布置超长工作面的更大意义在于惠及井下工人。“搬家倒面是高风险作业，设备拆运装调，任何一个环节出事都是大事。少搬一次家，工人就少遭一次罪，安全也多一份保障。”他顿了顿，“而且，少掘巷道，掘进队弟兄们的劳动强度也降下来了。”
最能切身感受到变化的，是一线工人。贺瑶瑶说：“工作面长了，对采煤机速度的把控比以前难多了，但是体力上的负担明显轻了，劳动强度降了不少。”
生产效率上来了，郭家湾煤矿想方设法让所有职工共享技术革新的成果。其中一项就是推行“788工作制”，即早班7小时、中班8小时、夜班8小时。“别小看早班减下来的这1小时。”卢学明说，“这直接使夜班兄弟们可以早下井1小时、早升井1小时。工人休息好，精神状态就好了，不仅工作效率更高，安全也更有保障，人也舒服多了。”综采一队队长张云鑫说得更朴素：“‘788工作制’最大的好处，就是兄弟们能早点升井吃口热乎饭了。”
来源：中国煤炭报
