2022年12月5日，涌鑫沙梁煤礦首套智能快掘裝備入井，不到兩個月的時間便創造了單日進尺50米的最高紀錄，2023年4月25日，更是取得了全巖巷單日掘進10.4米的成績，37米日進尺已成常態。這套裝備經過迭代升級后，還在袁大灘煤礦“大顯身手”，多次刷新歷史掘進紀錄。

然而從一枝獨秀，到多點開花，成功從來不是一蹴而就的。曾幾何時，采掘接替緊張在地質條件、掘進設備和施工組織管理等因素的綜合影響下，一度成為陜煤集團榆北煤業所屬幾對礦井的“心病”。

破局：打破壁壘，讓掘進走在采煤前面

(資料圖)

一直以來，煤炭行業在采煤技術工藝迭代升級方面遠遠領先于掘進，掘進巷道準備滯后于回采速度；在自動化、智能化裝備方面，掘進裝備研發投入不足，導致“采掘失衡”問題進一步加劇。

面對采掘失衡難題，煤炭企業不得不組建更多的掘進隊伍來滿足采煤需求，但不服輸的榆北人選擇蹚出一條孤獨而充滿挑戰的新路子，向“采掘失衡”發起挑戰。

全國首套智能快速掘錨成套裝備、世界首套大斷面護盾式掘進機器人系統、快速掘進成套裝備……從2019年至2021年，榆北煤業聯合中國礦業大學、西安科技大學、鐵建重工等6家單位組建了協同創新聯盟，通過“掘錨同步、立體交叉、平行作業、快速推進”為特點的工藝優化及技術改革，相繼形成了3類適用不同地質條件的快掘成套裝備，突破了掘進從機械化、自動化向智能化的飛躍，創造了單巷91米/日、2020米/月的最高紀錄，月單進1500米成為常態，徹底解決了傳統煤礦采煤快掘進慢的問題。

由榆北煤業制定的團體標準《煤礦巷道掘進機器人系統》《煤礦智能化快速掘進工藝標準》等多項行業標準，為發展煤礦快速掘進成套裝備與關鍵技術，提高掘進智能化水平貢獻了榆北方案和榆北智慧，為同類型地質條件下礦井巷道掘進，提供了可借鑒、可復制的智能快掘方案。“榆神礦區大斷面煤巷快速掘進關鍵技術裝備”項目被中國煤炭工業協會評為2021年度科學技術一等獎，榆北快掘再次成為行業焦點，更為煤炭行業掘進設備的自動化、智能化轉型升級提供了大量的科學依據和實踐經驗。

2022年3月，陜煤集團發布了《關于調整榆林地區部分煤炭企業管理體制的通知》。由榆北煤業新接手管理的涌鑫礦業安山煤礦、沙梁煤礦，中能煤田袁大灘煤礦三對礦井地質條件更為復雜，尤其是采掘失衡均已成制約其高質量發展的重要因素。

謀變：復雜條件是問題，也是課題

放眼整個煤炭行業，掘支運一體化快速掘進技術最開始只是在穩定圍巖條件下驗證成功，是否能在復雜地質條件下在煤礦成功應用，誰心里也沒有十足的底氣。但體制調整后，有了“智能化”的先天基因的加持，榆北煤業首先便將目光投向了智能化快速掘進領域，開啟了復雜地質條件下快速掘進技術的探索之路。

在榆北煤業常務副總經理趙炳文看來，經歷體制調整后的新榆北開發復雜地質條件下的智能快掘裝備順應天時、地利、人和。“所謂‘天時’是榆北黨政建設智能礦井、智慧礦區的初心，矢志不渝對快掘的大力支持；‘地利’為榆北煤業之前一系列快掘裝備的成功應用，極大地增強大家對快掘裝備的信心；‘人和’便是榆北在多年來苦研快掘歷程中打造出一支成熟的技術團隊。”

回歸現狀，更為復雜的地質條件、緊張的采掘接續曾一度讓涌鑫沙梁煤礦舉步維艱。

“煤層較薄、夾矸較多、小斷層頻繁、巷道起伏非常大，并且順槽掘進最長為1千米，最短僅為300多米；傳統快掘系統設備較多，安裝周期長，頻繁搬家倒面會讓其掘進效率大打折扣。”用快掘團隊負責人王劍的話來說，在沙梁煤礦干掘進，充滿了不確定性，采掘作業的不連續性以及員工高強度的體力勞動成為制約沙梁煤礦采掘平衡的“腸梗阻”。

煤礦在接續工作面掘進中，通常采用兩套裝備和兩支隊伍分別在膠運順槽和回風順槽同時施工，最后完成切眼貫通的工藝。“是否可以用更簡潔高效的‘環繞式’掘進工藝，僅用一支隊伍、一套裝備實現從膠運順槽到切眼再到回風順槽一次成巷。”從理論上講，這個方案是榆北煤業第四類快掘裝備問世的先遣圖，也是實現減人提效的最優解。

進擊：思路決定出路，態度決定結局

體型過大是制約快掘裝備完成90°轉彎最主要的瓶頸，這也是榆北快掘發展中最難啃的“硬骨頭”。實現“環繞式”掘進看起來就像天方夜譚。

“對癥下藥，量體裁衣，我看咱不妨試一試，體型過大，咱們就想辦法讓其輕裝上陣。”推進會上，快掘團隊負責人王劍斬釘截鐵。說干就干，對接廠家、派駐技術骨干蹲點、出方案、改設計……極簡高效、去雜留真的創新理念在新裝備用到了極致。

從提出問題到解決問題，思路決定出路。快掘團隊根據沙梁煤礦地質條件復雜、掘進巷道距離整體較短等實際情況，將傳統快掘裝備“掘錨一體機+錨桿臺車+橋式轉載機”成套方案優化為“掘錨一體機+履帶式自移機尾”配置，對原本安裝在自移機尾兩側的控制閥、傳感器、電控箱等電氣設備進行改造、移位，裝備的長度與寬度大幅縮減。定制化的新裝備結構更簡單、故障率更低、性能更優越，除了具備傳統裝備“掘-支-錨-運”一體化平行作業、集中控制、一鍵啟停等功能，更讓大家欣喜的是轉彎半徑僅需5.5m×5.5m，可實現連續轉彎掘進。

突破“環繞式”掘進工藝的另一道難關便是皮帶運輸系統。傳統皮帶輸送機由于轉彎半徑過大，需要在每個拐彎處增設轉載點與皮帶來完成運輸。為此，沙梁煤礦引進了轉彎式皮帶輸送機，可實現0°至360°的轉彎角度任意調控。該設備投用后，改變了以往多部輸送機搭接的運輸方式，減少了皮帶機布置數量，降低了轉載點帶來的揚塵，實現了井下運輸工藝上的技術革新。

“更安全、更可靠、更高效，在薄煤層、斷層叢生，半煤巖巷、全巖巷并存的沙梁煤礦，‘環繞式’掘進工藝和該套智能快掘裝備的優越性完全凸顯了出來。”新工藝和新裝備帶來的便利性如何，掘進隊長賀帥最有發言權：“單班作業人員從14人減少到10人，安裝回撤工期從15天縮短至7天，安裝準備巷道減少50米，掘進效率提高近3倍，搬家倒面次數大幅減少，作業勞動強度明顯降低。”

今年6月，在“環繞式”掘進工藝的加持下，原本需要兩支隊伍、兩套裝備同時施工的沙梁煤礦144205工作面準備巷道，僅用一支隊伍、一套裝備便完成貫通，且比預計工期縮短75天，實現了智能快掘一次安裝、工作面巷道一次成型的目標，“人－機－環－管”融合度也變得更高。

崛起：是技術迭代，更是思維革命

今年3月31日上午，中能袁大灘煤礦工業廣場掌聲雷動、禮炮齊鳴。該礦首套半煤巖智能快速掘進裝備披紅掛彩成功入井。

有了之前的成功經驗，公司在與沙梁煤礦有著相似復雜地質條件的袁大灘煤礦也引進了快掘裝備。“袁大灘煤礦的掘進裝備可謂是復刻加強版，電機功率從沙梁煤礦快掘的340千瓦增加到540千瓦。”王劍表示，該裝備機身穩定系統、除塵系統都進行了升級改造，性能更優越，在復雜地質條件的適用性更強，加之派駐4名技術人員到沙梁煤礦進行3個月的學習，讓袁大灘快掘裝備用起來更加得心應手。

一切都在預料之中，試運轉不到一個月，該套裝備在袁大灘煤礦綜掘一隊11207掘進工作面單日進尺就突破20米，創造該礦在半煤巖巷掘進單班進尺最高紀錄。7月份，該工作面單月進尺達到630米，再次實現新突破。

嘗到了快掘帶來的甜頭后，榆北煤業為中能袁大灘煤礦量身打造的第二、第三套快掘裝備已提上了日程。從技術人員獲悉，此套裝備不管從掘支平行作業、智能化配備，還是從除塵工藝、滾筒材質等方面，都進行了全面優化，為該礦實現千萬噸級產能夯基提速。可以預見的是，經歷再次迭代升級的快掘裝備必定會更加厚積薄發、大放異彩。

偉大的背后都是苦難，快掘成功的背后折射出的是榆北煤業一脈相承的智慧基因和榆北人樂觀天成的科研氣質。從掘進到智能快掘，快掘系統在復雜地質條件下得到成功應用，極大地縮短了采煤工作面的準備周期，為災害治理贏得了寶貴時間，采掘接續難題也終被攻克。

當下，承載著再造一個新榆北的歷史使命，榆北煤業挖潛發力，持續做優存量，重點圍繞產能釋放，加快三對礦井智能化超長工作面和智能快掘建設，科技創新整體實力實現從量的積累向質的飛躍、從點的突破到面的提升。疾馳于毛烏素之中劈波斬浪、行穩致遠，一個新榆北正在崛起。

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