文明摇篮下的煤炭宝殿

鄂尔多斯位于中国偏远地区,但蕴藏着丰富的煤炭矿藏。采煤企业纷纷利用掘进机和掘锚机来代替传统钻爆法以提高巷道掘进效率。

面积相当于爱尔兰的内蒙古自治区鄂尔多斯地处中国煤乡心脏地带,黄河在此围绕它作了个大转弯。这里已探明的煤储量大约1,500亿吨,约占中国煤炭总储量的六分之一。鄂尔多斯的人均GDP为10,400美元,堪称中国最富裕地区之一。鄂尔多斯的繁荣有赖煤炭,而煤炭也推动了中国经济腾飞。

万利一矿距离鄂尔多斯市15分钟车程,宽敞的矿区建筑群被一片丘陵环绕。傍晚时分,下班工人满身煤尘,从吉普车跳下往浴室走去。看着这一景象,一名生产经理说道,“有一天,我们这矿都会实现自动化。”

这番话由采煤行业第一线的员工说出来,可谓掷地有声。他受雇于全球最大的煤炭企业神华集团。除了万利一矿,神华还拥有60多个煤矿。2012年,这家国有能源公司的电厂发电量超过6,300万千瓦,并有铁路1,466公里,旗下航运公司共有11艘货船,港口吞吐量1.45亿吨。神华的雇员达211,500人。

万利煤矿

两条5公里的长壁工作面
从铠装工作面输送机到皮带输送机
雇员人数:1,200人
成立时间:1993年

神华集团被公认为一家全球性的能源与采矿企业,而且有志成为全世界技术最先进和生产力最高的煤炭企业。《矿业周刊》称,目前该公司的煤炭生产成本大约每吨250元(合29欧元),为中国最低;而中国动力煤生产商只有10%能够达到收回成本的约500元。

神华集团是中国国内率先购买掘锚机的企业,目前山特维克矿山这类设备占据了100%的市场份额。山特维克掘锚机共有两个部分的工艺流程:掘进和锚护,两者可同步进行。

万利矿的地质条件颇具挑战性。井下巷道要穿过厚达0.5至1.8米的岩层。神华的对策是购买山特维克MB670掘锚机,每天最多可掘进50米巷道。目前,在中国投入使用的80台MB670中,神华所购占了大多数。其中4台用于万利一矿的工作面采区的巷道掘进。

MB670的掘进速度是国产设备的大约两倍,因此成为万利一矿巷道掘进工程的中流砥柱。此外,它能应付硬度高达50兆帕的岩石,竞争对手难以企及。MB670减少了钻爆法所导致的生产中断。中国各地目前正从爆破法过渡到以掘锚机和掘进机开采。

这款MB670全断面滚筒式掘锚机重97吨,特别设计用于在截割和装载煤的同时对顶板和侧帮进行锚护。掘锚机配有4台顶锚杆钻机和2台帮锚杆钻机,以便操作人员加固掘进面附近的巷道,巷道的宽度和高度足够一辆巴士通过。

目前万利一矿在150到200米的深度使用MB670,准备长壁工作面。MB670机组的寿命为7至8年;若经全面大修,其寿命可根据具体应用最多再延长5年。

万利一矿的巷道生产主管单永泉对该矿引进MB670表示赞成,并将其描述为“现代、高效和可靠”的设备,他对该矿与山特维克的良好关系给予高度评价。

神华集团

• 2005年在香港证交所上市
• 煤炭储量居中国之首,是中国最大的煤炭供应商
• 中国第五大发电商
• 2012年,公司盈利256亿元,其中煤炭盈利占131.2亿元。
• 神华是中国唯一一家煤制油生产商,并计划到2015年将年产量翻两番,达到300万吨。
• 到2015年,公司计划以煤炭为原料,生产500万吨化工品和12亿立方米天然气。

“山特维克的掘锚机既可靠又高效,”他说道。“这项投资确实物有所值。我们已经完成了学习阶段,现在可以自己处理很多技术问题,不过我们也知道,一旦我们有需要,山特维克的服务工程师会随时出手相助。”

掘锚二队队长闫洪启是已有28年采矿业经验的资深员工。他在使用掘锚机挖掘巷道方面起到了重要作用。

“刚刚购买掘锚机时,我们每个月掘进400米左右,”他说。“去年我们平均每月掘进750米。到了7月,更达到1,000多米——成效确实不赖。”

目前中国采煤业正重点加强改善安全纪录。国家安全生产监督管理总局最近宣布,为了确保作业安全,从2013年起不再对未能达到最低产能要求的煤矿发放许可证。据新华社报道,中国政府计划今年关闭5,000个小煤矿。国家安全生产监督管理总局正在酝酿出台规定,将主要产煤地区持证煤矿的每年最低产量要求提高至300万吨。

闫洪启表示,“我的工作是让经验丰富的老同事对新来的年轻矿工给予正确指导,让他们以安全和正确的方式操作设备。”随着中国城市人口超过7亿大关,闫洪启已经为快速发展做好了准备。

他说,“中国需要更多的煤炭,我的工作是向公司领导保证,在不影响安全的情况下提高产量。我们必须保持我们的煤矿是世界上最安全的煤矿之一。”

自2009年引入MB670以来,万利一矿未发生过任何严重事故。目前每年的煤炭产量为大约1,000万吨,并具备再增加300万吨煤的能力。巷道每年掘进约30公里。实际煤炭地质储量远比已探明储量要多。煤层深度至少1,500米。经地质勘测的煤矿储量应能继续开采至少65年。

据单永泉估计,凭借当前的技术和基础设施,万利一矿的经济效率可提高10%到15%。目前万利一矿的发展正受到神华其它分公司、国内采矿公司以及国外采矿公司的密切关注。

中国采煤业的变革速度发生了变化,这对所有企业都提高了标准。单永泉热切期待下一代掘锚机的面世。那么他希望见到什么呢?

他回答说,“我们期望更高水平的自动化和安全性。”

在中国负责机械截割、钻锚、给料破碎机业务的山特维克矿山产品支持经理Peter Goel相信,中国煤炭产业能够持续改进的前景十分光明。

他说,“中国政府有关合并和加强大型国有企业的政策应能推动市场对高质量掘锚机和掘进机的需求。”

他说道,“我三年前来到中国,为自己定下出售100台设备的目标。当时就有人告诉我,这将需要几十年时间。但是我们的客户正在对煤矿做出改变。有时候,陈旧的基础设施无法跟上设备发展步伐,但是提高创收的动力显而易见。5年前还没有集尘系统;现在它已是MB670的标准配置。我们的客户认为这是必备的。”

山特维克MB670掘锚机

山特维克MB670设计用来掘进矩形巷道并同时安装顶板锚杆及帮锚杆,每天可掘进50米。

山特维克的MB670掘锚机配有液压临时顶板支护、帮锚保护以及掘锚机操作员护顶板。临时支护位于截割滚筒后面,以确保操作员安全和设备稳定性。操作面板配有可编程逻辑控制器(PLC)控制系统,并通过遥控器操作,实现对水平位置和巷道截割高度的自动控制,以及对底部掏槽和截割过程的全自动化控制。截割滚筒的设计适用于低速截割,并配有高压喷水系统及负压湿式除尘系统,有效抑制尘埃并稀释甲烷气体。

产品特性:
• 掘进和锚护同步进行
• 临时支护位于截割滚筒后方;操作员平台符合人体工学
• 采用低速截割齿尖,减少粉尘生成
• 巷道掘进掏槽部分位于滑动架内——履带原地不动,不破坏地板
• 机载4台顶锚杆机及2台帮锚杆机
• 可编程逻辑控制器与设备所有功能联锁,包括掘进掏槽部分和截割控制
• 水平位置和截割高度采用电子控制,可监测设备运行状况
• 全面采用无线电遥控控制,配备显示器;出现煤岩突出时,可通过视频监控器的帮助,从安全的位置进行操作
• 设备重97吨,高2.7米,长11米,总功率546千瓦
• 配有瓦斯监测仪

文:Davrell Tien/ 图:James Wasserman