山東兗州礦區(qū)的薄煤層開采條件非常復(fù)雜，實現(xiàn)機械化開采的難度大。然而令人欣喜的是，7月23日，兗礦集團自主研發(fā)的1米以下含堅硬夾矸薄煤層綜采成套裝備通過了中國煤炭工業(yè)協(xié)會專家組的評審。

“如果把厚煤層比作蛋糕，那么薄煤層就好比是窩頭，而兗州礦區(qū)的薄煤層則好比是帶石子的窩頭?！眱贾菝簶I(yè)副總經(jīng)理曲天智說。

兗州礦區(qū)的薄煤層有灰熔點低、發(fā)熱量高、含硫量高等特點，是優(yōu)質(zhì)的煤化工原料，僅兗礦集團煤化工產(chǎn)業(yè)每年就需要100多萬噸。兗州礦區(qū)薄煤層儲量占該地區(qū)煤炭可采儲量的40%，煤層厚度僅1米左右，結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，普遍含有硫化鐵結(jié)核。

薄煤層要實現(xiàn)綜合機械化開采，采煤機最關(guān)鍵。在開采過程中，普通的采煤機遇到硫化鐵結(jié)核后，滾筒負(fù)載會陡然增大，截割部薄弱環(huán)節(jié)極易受損壞，截齒也會因結(jié)核體太硬，磨損增大，經(jīng)常出現(xiàn)硬質(zhì)合金頭崩碎、丟失和斷齒現(xiàn)象。

一直以來，攻克切割硫化鐵結(jié)核這道技術(shù)難題，是薄煤層綜合機械化開采的關(guān)鍵。

2007年，兗礦集團聯(lián)合山東科技大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)和十多家煤機制造企業(yè)，開始了技術(shù)攻關(guān)。他們研制了剛-柔耦合多體系虛擬樣機，對采煤機開采過程中各部位受力情況進行計算機模擬仿真，不斷優(yōu)化采煤機截割部和相關(guān)部件的技術(shù)參數(shù)，于2008年成功研制出了具有較高切割硫化鐵結(jié)核體能力的矮機身薄煤層采煤機。

“采用計算機模擬仿真技術(shù)，不僅縮短了研發(fā)時間，節(jié)省了大量科研經(jīng)費，而且物理樣機一次研發(fā)成功。”曲天智說。

在攻克了硫化鐵結(jié)核這個難關(guān)后，兗礦集團相繼攻克了刮板運輸機防飄底技術(shù)、刮板運輸機端部機械化裝煤技術(shù)、薄煤層封底式液壓支架抬底技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)。

“原來用單體液壓支柱時，平均日產(chǎn)煤300噸，現(xiàn)在日產(chǎn)煤最高可達(dá)2400噸，月平均產(chǎn)煤6萬噸。我們現(xiàn)在的目標(biāo)是年產(chǎn)60萬噸，力爭80萬噸。”楊村礦綜采二區(qū)區(qū)長袁洪東說。

如今，楊村礦薄煤層綜采工作面生產(chǎn)效率最高達(dá)到49噸/工，與同條件下的炮采相比，年生產(chǎn)能力提高了1.76倍，生產(chǎn)效率提高近5倍，單面（隊）年經(jīng)濟效益增長了2.9億元，噸煤成本下降了81.52元，單面（隊）年節(jié)約生產(chǎn)費用6750萬元。

沒有到過薄煤層工作面的人無法想像一天在高度僅為辦公桌高的工作面上連續(xù)爬行8小時是什么滋味。工人們雙膝跪地，蜷著身子每天爬行在180米長的工作面，還沒有爬到一半，工作服就濕透了。許多工人膝蓋上形成了“水袋”，跪在“水袋”上就會刺骨地疼，如果不及時治療就會化膿，正常行走都會受到影響。

于是，兗礦集團應(yīng)用分組分段綜合作業(yè)法，同時利用支架電液控系統(tǒng)，實現(xiàn)了采煤機割煤與液壓支架降、移、升、噴霧的協(xié)調(diào)聯(lián)動，最大限度地降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

據(jù)了解，目前兗礦集團的薄煤層綜采技術(shù)已申請了專利。不少煤機制造企業(yè)前來與兗礦集團簽訂了液壓支架、采煤機、刮板運輸機專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，成套裝備已進入規(guī)?；a(chǎn)階段。