机械链臂代替爆破
“同煤集团千万吨矿井大都采用16米至20米特厚煤层综放开采技术，一次采全高后采空区冒落空间大，要想实现小煤柱甚至是无煤柱开采就必须人工进行强制切顶，让工作面上覆岩层垮落将采空区填充，形成回采巷道，从而减少沿空侧侧向悬顶产生的作用力，降低沿空巷道顶板压力。过去切顶采用定向聚能爆破，但爆破预裂顶板，不能保证裂缝完全贯通、顶板完全垮落。”同煤集团副总工程师宋银林说。
于是，宋银林率先提出设计生产井下专用链臂锯切顶机，实现裂缝贯通完全垮落。
据宋银林介绍，操作系统的设计、材料的选择、解决同煤地区顶板坚硬问题等都是难啃的骨头。经过一年多设计研究，共进行38项技术创新改革，同煤集团主导研发的KLJ7型矿用智能链臂锯切顶机逐渐成熟。
据了解，该设备适用于3米至3.5米的中厚煤层无煤柱、小煤柱开采工作面切顶卸压，机身配有履带，可实现在井下自由行动。设备采用低速刨削，刀具可以干切，同时通过油脂进行润滑冷却，不易产生火花，即使在高瓦斯矿井，也可安全使用。
“我们研发了遥控操作系统，虽然保留了操作手柄，但已没有传统掘进机的操作室，操作人员在50米的范围内就能根据岩石软硬程度对设备进行分挡调速。”宋银林说。
机械精准切顶
链臂锯工作最怕的就是切割过程中夹锯，所以机器设备在工作时必须保证处于稳定水平状态，支撑油缸“锁死”。
“选择阀芯最为困难，要适合井下复杂的工作环境。我们选定了德国力士乐牌阀芯，该设备可实现负载条件下6小时内泄漏在允许范围内。以此为基础，同时配套自主研发了电液控自动调平系统，采用‘定点圆弧切割法’，将调平精度保证达0.003度，让设备始终保持稳定状态。”综采装备安装分公司总工程师王自卫说。
2019年7月，KLJ7型矿用智能链臂锯切顶机在井下累计切割36刀，切割长度160米，面积623平方米，最大切缝深度达到6.6米，宽度42毫米，试验运行取得一次成功，推动了无煤柱工作面切顶工艺由“人工爆破切顶”向“机械精准切顶”转变。
据了解，KLJ7型矿用智能链臂锯切顶机只是同煤集团在无煤柱开采技术上创新的一个小单元。为掌握各层位结构失稳的矿压规律，同煤集团攻关大空间岩层运动原位监测成套技术与装备，探明大空间覆岩“悬臂梁+砌体梁+高位结构”的复杂破断结构特征，掌握各层位结构失稳的矿压规律，提出大空间采场坚硬岩层控制理论，首次定义大空间采场并划分为远场和近场，建立大空间采场覆岩破断结构力学模型，阐明远近场结构失稳的矿压作用机制。
据了解，2019年，同煤集团还在小煤柱及无煤柱开采技术上下功夫，从岩层控制入手，研发煤矿大空间采场坚硬岩层控制理论与关键技术，实现远近场岩层协同控制。该项技术通过KLJ7型矿用智能链臂锯切顶机、井下深孔承压爆破技术、射孔定向造缝切顶卸压成套技术与装备的配合，实现近场岩层垮落的准确控制。 
