煤炭是我國的主體能源。新中國成立以來，我國煤炭產(chǎn)量由3432萬噸增加到近40億噸；煤炭在我國一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中的比重長期占75%和65%左右，支撐了我國國內(nèi)生產(chǎn)總值由1978年的3645億元增加到2018的90萬億元，實現(xiàn)了國民經(jīng)濟(jì)長周期年均9%以上的速度增長。

在為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)的同時，煤炭行業(yè)自身開采技術(shù)也取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步，煤炭產(chǎn)業(yè)的整體面貌隨之發(fā)生了巨變。原煤炭工業(yè)部副部長濮洪九向記者講述了他親身經(jīng)歷、耳聞目睹的煤炭采煤史上的技術(shù)變革，還原了煤炭工業(yè)史上的一段崢嶸歲月。

從人工到機械，60年代開始探索

采煤是一個非常古老的技術(shù)，歷史上主要是靠人工開采，拿鎬挖，用筐馱，在礦井下還用過騾子來運輸煤炭。這些是很原始、落后的煤炭開采方法。解放后，機械化有所發(fā)展，引進(jìn)了蘇聯(lián)和波蘭采煤機，支架的材質(zhì)也從木頭變成了金屬，但機械化程度還是很低，也沒有液壓支架。

同期綜合機械化采煤在西方國家已經(jīng)開始出現(xiàn)。1954年，英國將采煤的幾道工序綜合起來實現(xiàn)了綜合機械化，簡單而言，就是在液壓支架的保護(hù)下，實現(xiàn)采煤機切割煤，運輸機運輸煤的技術(shù)，形成采煤機、液壓支架和運輸機綜合運用的成套裝備。隨后，西德從1957年，前蘇聯(lián)、波蘭在60年代前后開始陸續(xù)進(jìn)行綜合機械化采煤。

綜合機械化采煤出現(xiàn)后就不一樣了，機械設(shè)備既能保障安全又能提高效率，而且用人少了，事故起數(shù)明顯下降?？梢哉f，這項技術(shù)是采煤史上的一項革命。

早在1964年，煤炭部就組織由煤炭科學(xué)院黨委書記何以端、副院長胡師童一行六人組成的考察團(tuán)赴英國、法國和西德考察煤炭工業(yè)當(dāng)時的狀況、發(fā)展趨勢及現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。他們歷時83天，進(jìn)行了非常細(xì)致深入的調(diào)查。同年，何以端同志又率領(lǐng)煤科院人員在鄭州煤炭廠進(jìn)行液壓支架的研制。

1970年11月，我們按綜合機械化開采模式在大同礦務(wù)局煤峪口煤礦進(jìn)行了試驗，這是我國第一個綜采工作面，由此拉開了綜合機械化開采的序幕。

大同煤峪口煤礦的試驗，為當(dāng)時煤炭部將綜合機械化開采確定為煤炭工業(yè)技術(shù)發(fā)展方向提供了堅實依據(jù)。

當(dāng)時，煤礦工人把液壓支架形象地比喻為“保險柜里給錢”，摩擦金屬支柱是“老虎嘴里拔牙”。這項試驗提出，綜合機械化技術(shù)的優(yōu)越性集中表現(xiàn)在“一少、兩高、三低”——冒頂事故減少，產(chǎn)量高、效率高，材料損耗低、回采掘進(jìn)率低、噸煤成本低。

在兩年試驗的基礎(chǔ)上，煤炭科學(xué)院還牽頭總結(jié)提供出了六條經(jīng)驗，其中特別提到要有成建制的綜采隊伍、相對穩(wěn)定的領(lǐng)導(dǎo)班子，設(shè)備綜合配套，實現(xiàn)科研、制造、使用和工人、技術(shù)人員、領(lǐng)導(dǎo)兩個“三結(jié)合”，以及科研必須關(guān)鍵原部件先行，這對我國綜合機械化開采技術(shù)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義，起到了重要推動作用。

1972年，原燃化部（1970年，煤炭部、石油部、化學(xué)部合并，組成燃料化學(xué)工業(yè)部，簡稱燃化部——編者注）在鄭州召開了全國煤礦機械化會議，決定組織綜合機械化采煤設(shè)備會戰(zhàn)。由北京、上海、太原、唐山各煤研所和西安、雞西、鄭州、張家口、撫順、天津等地的煤機廠，及冶金、機械、化工、軍工等行業(yè)有關(guān)廠礦協(xié)作，先后研制出垛式、節(jié)式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式液壓支架，雙滾筒采煤機，重型可彎曲輸送機和高壓乳化液泵站，閥組和高壓管件等。這些為綜合機械化開采的發(fā)展，奠定了堅實的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。

從周恩來到鄧小平，70年代大力引進(jìn)綜采設(shè)備

上世紀(jì)70年代初，部里人員到英國、德國等國家考察，回國后向國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)匯報，國外用的都是綜合化設(shè)備，安全好、效率高、產(chǎn)量高。周總理很重視，決定引進(jìn)國外綜采設(shè)備，并于1974年引進(jìn)43套。

1977年，在鄧小平同志主持工作的時候，煤炭部已經(jīng)恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)了，部黨組向小平同志匯報綜合機械化開采的巨大優(yōu)勢，小平同志當(dāng)時就拍板引進(jìn)了100套設(shè)備，同時國內(nèi)制造500套。這個決定非常重要，因為當(dāng)時外匯緊缺，一套設(shè)備價格高達(dá)一兩千萬美元，開支巨大，不僅其它部門，就連煤炭部內(nèi)部也是有爭議的。但小平同志強調(diào)，一定要解決這個事情。

先是周總理，再是小平同志的鼎力支持，應(yīng)該說這是對我國煤炭工業(yè)技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)代化改造的一項重要戰(zhàn)略決策，也反映了黨中央國務(wù)院對煤炭工業(yè)和井下開采煤礦工人的親切關(guān)懷。

設(shè)備引進(jìn)了，“文革”也過去了，一切步入正軌。那時煤炭部很重視綜合機械化開采技術(shù)的發(fā)展，煤炭部黨組把綜合機械化開采作為煤炭工業(yè)發(fā)展方向，專門成立了機械化指揮部，煤炭科學(xué)院也成立了機械化會戰(zhàn)組。

與此同時，各地礦務(wù)局也都非常重視這項工作，相應(yīng)成立了以發(fā)展煤炭綜合機械化開采技術(shù)為目標(biāo)的領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)置專門的技術(shù)機構(gòu)，組織技術(shù)人員開展技術(shù)攻關(guān)。當(dāng)時，自上而下，大家齊心協(xié)力，克服重重困難，大力發(fā)展煤炭綜合機械化開采技術(shù)。

“洋雞不下蛋”，80年代進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)

綜采設(shè)備引進(jìn)初期，使用并不順當(dāng)。由于地質(zhì)條件不一樣，工人操作水平、技術(shù)水平有限，所以出現(xiàn)了“洋雞不下蛋”的情景。

記得在1974年，我當(dāng)時在建井研究所工作，在山東新汶礦務(wù)局協(xié)莊煤礦井下做試驗時，當(dāng)時采煤工作面就有一套引進(jìn)的綜采設(shè)備，因條件不適而停止工作，工人說“洋雞趴窩不下蛋”。

時任北京煤炭科學(xué)研究院院長的賀秉章同志當(dāng)時提出，一定要下力氣解決消化和改進(jìn)問題，還要突破制造的任務(wù)。時任燃化部革委會主任康世恩（后任國務(wù)院副總理）也十分支持綜合機械化開采，他說：“如果你們把它（綜合機械化開采技術(shù)的消化改進(jìn)——編者注）弄成了，我就從六鋪炕一步一叩首，到和平里科學(xué)院來祝賀。”康世恩的這番話讓我們備受鼓舞，今天回想起來也依然感到振奮和感動。

接下來，煤炭科學(xué)院在解決液壓支架、采煤機和運輸機等關(guān)鍵零部件上花了很大功夫。好在當(dāng)時引進(jìn)設(shè)備的同時，還投資850萬美元引進(jìn)了檢測設(shè)備，包括液壓支架的測試臺、采煤機的實驗臺，這對我們的研發(fā)工作大有裨益。

部里為關(guān)鍵零部件的建設(shè)配備了“采掘測試技術(shù)裝置”，針對液壓支架“三閥”、乳化液泵，采煤機的電機、齒輪、液壓泵、馬達(dá)，輸送機的中部槽、圓環(huán)鏈、鏈輪，以及皮帶機的托滾等進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，為提高設(shè)備可靠性提供了良好條件。

大量扎實的基礎(chǔ)攻關(guān)，引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)，狠抓隊伍培訓(xùn)和制度建設(shè)，為上世紀(jì)80年代綜合機械化開采技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。在周總理和小平同志的關(guān)心支持下，加之煤炭系統(tǒng)的科技人員、職工的努力，我國終于成功掌握了綜合機械化開采技術(shù)，采煤效率有了很大提高。

這是第一階段，從國外引進(jìn)到學(xué)習(xí)并逐漸消化。

綜采大發(fā)展，90年代放頂煤攻關(guān)獲突破

到了上世紀(jì)90年代，煤炭綜合機械化開采技術(shù)進(jìn)入以高產(chǎn)高效為目標(biāo)的高水平、大發(fā)展階段。

1995年，在鐵法礦務(wù)局實驗成功日產(chǎn)7000噸成套設(shè)備后，我國又研制了以大功率、電牽引、多電機橫向布置和大截深為特征的新一代采煤機，同時應(yīng)用鑄焊結(jié)合封底中部槽、交叉?zhèn)刃稒C頭、鏈條自動張緊等先進(jìn)技術(shù)的重型刮板輸送機，從而將綜采設(shè)備的生產(chǎn)能力提高到了年產(chǎn)三四百萬噸的先進(jìn)水平。與此同時，我國還開發(fā)了長距離帶式輸送機系統(tǒng)、運人運料的高效輔助運輸系統(tǒng)、地質(zhì)保障系統(tǒng)、煤巷快速掘進(jìn)與錨桿支護(hù)系統(tǒng)和安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，有效保障了綜合機械化開采的安全、高效、高產(chǎn)。

1999年，綜合機械化采煤產(chǎn)量占國有重點煤礦的51.7%，較綜合機械化開采發(fā)展初期的1975年，提高到了26倍。

我國不但成功掌握了這項技術(shù)，還完成了改造，進(jìn)一步發(fā)展了該技術(shù)，這就必須提到綜合化的放頂煤技術(shù)。

煤層有厚、中厚、薄之分，初期的綜合機械化開采技術(shù)基本用于中厚煤層，例如5、6米的煤層，煤層達(dá)到十幾米時就需要分層。綜合機械化開采的優(yōu)點是巷道準(zhǔn)備工作量少、采煤工藝相對簡單、生產(chǎn)集中、材料及能耗相對小，在各國煤炭行業(yè)都具有巨大吸引力，但20世紀(jì)80年代初國外試驗因出現(xiàn)困難而萎縮，我國卻開始引進(jìn)、研究、試驗。

經(jīng)過我們的技術(shù)改造和創(chuàng)新，可以利用綜采設(shè)備將下面的煤采完，再將上部懸空的煤層放下來，這就叫放頂煤，完成這項任務(wù)需要技術(shù)支撐。這是我國進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)，也是做得最成功的。

當(dāng)時，在遼寧沈陽緩傾斜厚煤層第一次進(jìn)行了綜放開采試驗，之后在甘肅窯街、吉林遼源、新疆烏魯木齊急傾斜煤層綜放技術(shù)上均取得了突破。90年代初在山西陽泉、潞安的緩傾斜長臂工作面實現(xiàn)了高產(chǎn)高效。隨后又在山東兗州開發(fā)了綜放成套設(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)了年產(chǎn)四五百萬噸的成績，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，并于21世紀(jì)初在澳大利亞成功應(yīng)用，將這個技術(shù)推廣到了國外。

這是第二階段，綜合機械化開采技術(shù)發(fā)展到了放頂煤綜采，采煤技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展。

千萬噸綜采工作面涌現(xiàn)，21世紀(jì)初實現(xiàn)智能化開采

21世紀(jì)初，針對高端煤礦裝備可靠性、壽命與國外先進(jìn)裝備的差距，我國對液壓支架采用了三維仿真、有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計方法，研制了高強度、高韌性優(yōu)質(zhì)焊接無裂紋結(jié)構(gòu)鋼，創(chuàng)新焊接技術(shù)；采煤機研制更加注重了可靠性的要求，采用了1000V變頻器、矢量控制技術(shù)、記憶截割技術(shù)、集中控制技術(shù)；刮板輸送機向著大運量、軟起動、高強度、重型化、高可靠性方向發(fā)展；皮帶輸送機采用動態(tài)分析技術(shù)，在驅(qū)動裝置、高效儲帶與張緊裝置、自移機尾、控制系統(tǒng)與監(jiān)控裝置方面有了長足發(fā)展……千萬噸綜采工作面開始涌現(xiàn)。

在這個階段，年產(chǎn)1000萬噸的綜采設(shè)備、采煤機、液壓支架和運輸機，全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化，并達(dá)到了世界水平。例如神華集團(tuán)發(fā)展非常好，主要歸功于綜合機械化開采設(shè)備的應(yīng)用。如今，我國的液壓支架過關(guān)了，運輸機也過關(guān)了，至于運輸機的鏈條則把英國的帕金森廠子全部引進(jìn)過來，采煤機現(xiàn)在發(fā)展也不錯。

值得一提的是，之前沒有應(yīng)用綜采技術(shù)時，如果提到一個1000萬噸的礦區(qū)，那就了不起了，一般得有十幾個煤礦，將近5-10萬人?，F(xiàn)在呢，1000萬噸就是一個礦，一個工作面。比如神東上灣煤礦，我去的時候，這個年產(chǎn)1000萬噸的礦井，井下采煤工作面一個班只有9個人。同時，安全水平也達(dá)到世界水平。在煤炭前兩年困難時期，凡是千萬噸用了綜合機械化采煤技術(shù)的礦井，基本上都能維持不虧損。煤礦在安全、效率、經(jīng)濟(jì)上發(fā)生了非常大的變化。

目前，我們的綜合機械化開采技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到智能化綜采，也就是進(jìn)入到第三個階段，有了新的創(chuàng)新。簡單而言，智能化綜合機械化開采就是實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制操作，工作面可以無人。

前幾年，我去過陜煤集團(tuán)的黃陵一號井無人工作面。當(dāng)時是下午四點，正是交接班時間，第二班開始作業(yè)。我下了那么多井，不用下井就可以采煤的，還是第一次遇見。我在地面的控制室，按下兩個按鈕，上面控制臺的屏幕就顯示出井下的所有狀態(tài)——首先，運輸機啟動了；然后，采煤機運轉(zhuǎn)了；接著，液壓支架移動了；最后，煤就出來了。

井下沒有人，全在地面上控制，這個令我特別興奮又感慨萬千。當(dāng)年我在部里工作，給大學(xué)生作報告的時候經(jīng)常說，現(xiàn)在我們煤礦工人很辛苦，但以后我們就可以實現(xiàn)機械化、自動化，做到井下盡量少用人。那個時候還沒有智能化這個詞兒呢，但短短幾年就實現(xiàn)了突破，夢想變成了現(xiàn)實。

黃陵無人化工作面實現(xiàn)了常態(tài)化遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作的全自動化安全高效生產(chǎn)，獲得了去年的國家工業(yè)大獎。我去黃陵一礦的時候，煤炭價格還在觸底階段，許多煤礦都虧損，但當(dāng)時他們董事長對我說：“今年我們的利潤可以達(dá)到9個億。”安全、高產(chǎn)、高效充分顯現(xiàn)，從根本上改變了礦井生產(chǎn)面貌。

今后我國煤炭占比將逐漸減少，但短期內(nèi)不可能完全被替代。因此，我們應(yīng)利用這些先進(jìn)的綜合機械化開采技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)代化礦井，逐漸關(guān)停小煤礦，實現(xiàn)煤炭行業(yè)的安全清潔高效和可持續(xù)健康發(fā)展。