這是位于海下350米的2101工作面的綜采放頂采煤機(jī)。
6月18日，龍口礦業(yè)集團(tuán)北皂煤礦海域2101工作面正式投入試運(yùn)轉(zhuǎn)，這是我國(guó)煤炭工業(yè)歷史上第一次進(jìn)行海下采煤（詳見(jiàn)本報(bào)6月19日二版）。針對(duì)讀者提出的“海下如何采煤”等問(wèn)題，記者進(jìn)行了采訪(fǎng)。
如何防止海水潰入
陸上采煤要負(fù)擔(dān)厚土層的壓力，海下采煤則要承受海水和海底巖土的雙重重負(fù)。如何保證海下采煤的安全，不讓海水意外潰涌滲入巷道，這是北皂煤礦首要解決的問(wèn)j題。
18日下午，記者乘坐罐籠先到175米地下，再乘載人地鐵15分鐘到達(dá)250井下，然后坐上倒“T”字形的猴車(chē)，下至海下350米的中國(guó)第一個(gè)海下采煤工作面。
身邊同行的是北皂煤礦安全科呂科長(zhǎng)——自2001年1月海域工程開(kāi)建以來(lái)一直穿行于海下350米工作的“老煤炭”，他讓我摸了摸身旁粗壯的支護(hù)鋼架，說(shuō)：“這一根就能承受10噸的重量，我們這個(gè)工作面平均30厘米一根，你算算可以承受多大的重量？”
據(jù)介紹，為了加強(qiáng)巷道承載，北皂礦實(shí)行了以砌碹為主的復(fù)合加強(qiáng)支護(hù)，進(jìn)行了導(dǎo)硐施工，而棚距噴棚支護(hù)和全圓、全封閉壁后充填支護(hù)，則使北皂煤礦的巷道支護(hù)走在了世界的前列。
巷道安全了，怎樣防止海水涌動(dòng)沖刷工作面上的海底？北皂煤礦副礦長(zhǎng)連月照對(duì)記者說(shuō)，他們根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院的安全設(shè)計(jì)，在海水與地基之間以特殊材料增添了加固層和防滲層，那些層面用斧頭砍都砍不動(dòng)。“北皂煤礦海域煤系地層的巖性結(jié)構(gòu)與陸地基本相同。根據(jù)日本、美國(guó)等國(guó)家海下采煤造成海水潰入礦井的實(shí)例，海水潰入主要是由涉及煤層上限與海底的安全距離、斷層帶導(dǎo)水、海水與第四系沖積層及含水層的聯(lián)系、海域特殊的地質(zhì)構(gòu)造。2101工作面煤層頂板與海水底界相距350多米，一般情況下海水不會(huì)潰入井下。而且，他們采用了井上井下施工水位觀測(cè)孔，并與地面水位孔進(jìn)行水位和水質(zhì)監(jiān)測(cè)，為防海水潰入提供預(yù)報(bào)。”
煤炭如何運(yùn)到地面
位于海底以下350米的2101綜采工作面，是北皂煤礦的第一個(gè)海下采煤工作面。而今年年底前，北皂煤礦還要在海下250米和海下175米開(kāi)辟另外兩個(gè)工作面。“與陸地采煤不同，海域下要先深后淺。”北皂煤礦副總工程師姜基武對(duì)記者說(shuō)。
美國(guó)、日本等國(guó)海下采煤實(shí)行的是綜采，而北皂礦實(shí)行的則是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜采放頂煤技術(shù)，采掘速度快、用人少、安全系數(shù)大。在2101工作面，采掘工人輕按電鈕開(kāi)關(guān)，綜采放頂機(jī)巨大的機(jī)刀快速旋轉(zhuǎn)，鑲嵌在巖層里的烏金一塊塊地被切割下來(lái)，而隨著機(jī)刀的前移，震動(dòng)后的頂層煤炭也嘩啦啦地落下，兩分鐘就是一噸煤。“那機(jī)刀鋒利得狠，遇到鋼柱也能攔腰截?cái)唷?#8221;姜基武說(shuō)�？v向的煤層采完后，液壓支架會(huì)推動(dòng)機(jī)刀和溜子橫向延伸，繼續(xù)開(kāi)采下一個(gè)存煤面。據(jù)了解，2101工作面共安裝了98部綜采放頂采煤機(jī)。
在2101工作面有各種各樣的隧道，它們叫材料巷、風(fēng)巷、大巷、運(yùn)輸巷，裝飾得像地鐵。材料巷負(fù)責(zé)運(yùn)輸綜采支架、電機(jī)及其他消防設(shè)備；風(fēng)巷則不停地往井下送風(fēng)，降低溫度、送走瓦斯；大巷是主干道，職工從這里乘地鐵、猴車(chē)進(jìn)出工作面，上井、下井、休息、等車(chē)；而工作面上采下的煤炭則通過(guò)運(yùn)輸巷到達(dá)地面。“綜采機(jī)采下的煤直接落入溜子，先由海域三號(hào)皮帶提升，進(jìn)入煤位集中，然后進(jìn)入海域二號(hào)皮帶，再集中，最后進(jìn)入海域一號(hào)皮帶，由提升罐籠運(yùn)往洗煤廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)洗選以后，就可以運(yùn)往車(chē)間廠(chǎng)房發(fā)電、煉鋼了。
海下工作如何監(jiān)控
下井前，記者先來(lái)到位于地面的北皂礦自動(dòng)化監(jiān)控中心，在巨大的顯示屏上，－90米回風(fēng)巷、一采上部集運(yùn)巷、回采皮帶巷以及2101綜采放頂工作面，在這里都看得一清二楚。
“這些都是實(shí)時(shí)監(jiān)控的，井下溫度多高、風(fēng)量多大、瓦斯多濃、水壓多少以及采了多少煤，這里都有詳細(xì)數(shù)據(jù)。海下中央泵房、變電所、海域皮帶、海域水倉(cāng)都實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程控制，達(dá)到了自動(dòng)化無(wú)人值守。”技術(shù)科副科長(zhǎng)田照軍對(duì)記者說(shuō)，“井下生產(chǎn)，安全是天。監(jiān)控中心24小時(shí)值班，發(fā)現(xiàn)井下有意外情況，馬上采取應(yīng)急措施。”到了井下，記者忽然想起監(jiān)控顯示屏上一個(gè)個(gè)跳躍的紅點(diǎn)。“那些紅點(diǎn)是不是預(yù)警信號(hào)？”記者問(wèn)連月照。“說(shuō)是預(yù)警也可以，其實(shí)咱們兩人下來(lái)，顯示屏上就多了兩個(gè)紅點(diǎn)。”他摸了摸我腰間束扎的礦燈電池說(shuō)，“這個(gè)電池除了為你頭上的礦燈供電外，上面還安裝了一個(gè)信號(hào)發(fā)射器，各個(gè)巷道都安裝了監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下井人員的位置、數(shù)量及分布情況。”
據(jù)悉，北皂煤礦是國(guó)內(nèi)第一個(gè)井下工業(yè)“以太環(huán)網(wǎng)”系統(tǒng)，形成了“煤炭工業(yè)電視監(jiān)視”、“安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控”、“井下人員定位”、“瓦檢員巡檢管理”等四大系統(tǒng)。“我們要將2101工作面打造成國(guó)內(nèi)第一個(gè)數(shù)字化工作面，而在年底前投產(chǎn)的第二、三個(gè)工作面，我們要建成全自動(dòng)化的。”連月照說(shuō)，“現(xiàn)在的2101工作面需要100人在井下工作維護(hù)，而我們的第二個(gè)全自動(dòng)化的海下工作面，將把人員減少到50人。人員越少，安全系數(shù)越大。”
海下采煤的特殊性
煤炭科學(xué)研究總院北京開(kāi)采研究所孫洪星曾經(jīng)撰文介紹，迄今為止，世界上有五個(gè)海下采煤國(guó)家，它們是英國(guó)、澳大利亞、智利、日本和加拿大。
同一般露天開(kāi)采和井工開(kāi)采相比，海下采煤，存在一些特殊的困難和問(wèn)題。
(1)海下采煤以前，難以取得足夠的地質(zhì)資料，勘探費(fèi)用過(guò)高。
(2)同其它井工開(kāi)采相比，海下采煤不允許任何由于海床變形和破壞而造成的淹井事故；一旦淹井，將造成重大經(jīng)濟(jì)災(zāi)難和環(huán)境災(zāi)難，后果不堪設(shè)想。
(3)沿海煤田只能向海底延伸，除非在海上建立人工島對(duì)海底煤炭就地氣化和液化，否則井筒到工作面距離同一般井工開(kāi)采井筒位于井田中央的煤礦相比顯著增加，由此導(dǎo)致運(yùn)輸費(fèi)用增加。
(4)海下采煤通風(fēng)與排水同內(nèi)陸煤礦相比，費(fèi)用可能顯著增加。
但是，海下采煤又存在著突出優(yōu)點(diǎn)：
(1)不會(huì)導(dǎo)致地表破壞，無(wú)需支付昂貴的搬遷費(fèi)用及耕地?fù)p失費(fèi)用，而這筆費(fèi)用對(duì)任何一個(gè)煤礦企業(yè)來(lái)講，都是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。
(2)不會(huì)造成由于地表沉陷等開(kāi)采損害而引起的農(nóng)田損失和地下水資源的嚴(yán)重流失和環(huán)境污染。
(3)海底開(kāi)采鄰近地區(qū)沒(méi)有老采空區(qū)和小窯的干擾，而其它煤田則要受到老采空區(qū)和小窯開(kāi)采的影響。
(4)海底采煤可以在沿海煤田礦井的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，無(wú)需像內(nèi)陸煤田一樣，需另建礦井。
正由于海下采煤具備上述優(yōu)點(diǎn)，所以海下采煤正日益受到包括我國(guó)在內(nèi)的海下煤炭資源豐富的國(guó)家政府的重視。龍口礦區(qū)上世紀(jì)90年代初在渤海灣就曾開(kāi)展過(guò)海上地震勘探工作，取得了許多寶貴的資料。
