2022年12月5日，涌鑫沙梁煤矿首套智能快掘装备入井，不到两个月的时间便创造了单日进尺50米的最高纪录，2023年4月25日，更是取得了全岩巷单班掘进10.4米的成绩，37米日进尺已成常态。这套装备经过迭代升级后，还在袁大滩煤矿“大显身手”，多次刷新历史掘进纪录。
然而从一枝独秀，到多点开花，成功从来不是一蹴而就的。曾几何时，采掘接替紧张在地质条件、掘进设备和施工组织管理等因素的综合影响下，一度成为榆北煤业所属几对矿井的“心病”。
破局：打破壁垒，让掘进走在采煤前面
一直以来，煤炭行业在采煤技术工艺迭代升级方面远远领先于掘进，掘进巷道准备滞后于回采速度；在自动化、智能化装备方面，掘进装备研发投入不足，导致“采掘失衡”问题进一步加剧。
面对采掘失衡难题，煤炭企业不得不组建更多的掘进队伍来满足采煤需求，但不服输的榆北人选择蹚出一条孤独而充满挑战的新路子，向“采掘失衡”发起挑战。
全国首套智能快速掘锚成套装备、世界首套大断面护盾式掘进机器人系统、快速掘进成套装备……从2019年至2021年，榆北煤业联合中国矿业大学、西安科技大学、铁建重工等6家单位组建了协同创新联盟，通过“掘锚同步、立体交叉、平行作业、快速推进”为特点的工艺优化及技术改革，相继形成了3类适用不同地质条件的快掘成套装备，突破了掘进从机械化、自动化向智能化的飞跃，创造了单巷91米/日、2020米/月的最高纪录，月单进1500米成为常态，彻底解决了传统煤矿采煤快掘进慢的问题。
由榆北煤业制定的团体标准《煤矿巷道掘进机器人系统》《煤矿智能化快速掘进工艺标准》等多项行业标准，为发展煤矿快速掘进成套装备与关键技术，提高掘进智能化水平贡献了榆北方案和榆北智慧，为同类型地质条件下矿井巷道掘进，提供了可借鉴、可复制的智能快掘方案。“榆神矿区大断面煤巷快速掘进关键技术装备”项目被中国煤炭工业协会评为2021年度科学技术一等奖，榆北快掘再次成为行业焦点，更为煤炭行业掘进设备的自动化、智能化转型升级提供了大量的科学依据和实践经验。
2022年3月，陕煤集团发布了《关于调整榆林地区部分煤炭企业管理体制的通知》。由榆北煤业新接手管理的涌鑫矿业安山煤矿、沙梁煤矿，中能煤田袁大滩煤矿三对矿井地质条件更为复杂，尤其是采掘失衡均已成制约其高质量发展的重要因素。
谋变：复杂条件是问题，也是课题
放眼整个煤炭行业，掘支运一体化快速掘进技术最开始只是在稳定围岩条件下验证成功，是否能在复杂地质条件煤矿成功应用，谁心里也没有十足的底气。但体制调整后，有了“智能化”的先天基因的加持，榆北煤业首先便将目光投向了智能化快速掘进领域，开启了复杂地质条件下快速掘进技术的探索之路。
在榆北煤业常务副总经理赵炳文看来，经历体制调整后的新榆北开发复杂地质条件下的智能快掘装备顺应天时、地利、人和。“所谓‘天时’是榆北党政建设智能矿井、智慧矿区的初心，矢志不渝对快掘的大力支持；‘地利’为榆北煤业之前一系列快掘装备的成功应用，极大地增强大家对快掘装备的信心；‘人和’便是榆北在多年来苦研快掘历程中打造出一支成熟的技术团队。”
回归现状，更为复杂的地质条件、紧张的采掘接续曾一度让涌鑫沙梁煤矿举步维艰。
“煤层较薄、夹矸较多、小断层频繁、巷道起伏非常大，并且顺槽掘进最长为1千米，最短仅为300多米；传统快掘系统设备较多，安装周期长，频繁搬家倒面会让其掘进效率大打折扣。”用快掘团队负责人王剑的话来说，在沙梁煤矿干掘进，充满了不确定性，采掘作业的不连续性以及员工高强度的体力劳动成为制约沙梁煤矿采掘平衡的“肠梗阻”。
煤矿在接续工作面掘进中，通常采用两套装备和两支队伍分别在胶运顺槽和回风顺槽同时施工，最后完成切眼贯通的工艺。“是否可以用更简洁高效的‘环绕式’掘进工艺，仅用一支队伍、一套装备实现从胶运顺槽到切眼再到回风顺槽一次成巷。”从理论上讲，这个方案是榆北煤业第四类快掘装备问世的先遣图，也是实现减人提效的最优解。
进击：思路决定出路，态度决定结局
体型过大是制约快掘装备完成90°转弯最主要的瓶颈，这也是榆北快掘发展中最难啃的“硬骨头”。实现“环绕式”掘进看起来就像天方夜谭。
“对症下药，量体裁衣，我看咱不妨试一试，体型过大，咱们就想办法让其轻装上阵。”推进会上，快掘团队负责人王剑斩钉截铁。说干就干，对接厂家、派驻技术骨干蹲点、出方案、改设计……极简高效、去杂留真的创新理念在新装备用到了极致。
从提出问题到解决问题，思路决定出路。快掘团队根据沙梁煤矿地质条件复杂、掘进巷道距离整体较短等实际情况，将传统快掘装备“掘锚一体机+锚杆台车+桥式转载机”成套方案优化为“掘锚一体机+履带式自移机尾”配置，对原本安装在自移机尾两侧的控制阀、传感器、电控箱等电气设备进行改造、移位，装备的长度与宽度大幅缩减。定制化的新装备结构更简单、故障率更低、性能更优越，除了具备传统装备“掘-支-锚-运”一体化平行作业、集中控制、一键启停等功能，更让大家欣喜的是转弯半径仅需5.5m×5.5m，可实现连续转弯掘进。
突破“环绕式”掘进工艺的另一道难关便是皮带运输系统。传统皮带输送机由于转弯半径过大，需要在每个拐弯处增设转载点与皮带来完成运输。为此，沙梁煤矿引进了转弯式皮带输送机，可实现0°至360°的转弯角度任意调控。该设备投用后，改变了以往多部输送机搭接的运输方式，减少了皮带机布置数量，降低了转载点带来的扬尘，实现了井下运输工艺上的技术革新。
“更安全、更可靠、更高效，在薄煤层、断层丛生，半煤岩巷、全岩巷并存的沙梁煤矿，‘环绕式’掘进工艺和该套智能快掘装备的优越性完全凸显了出来。”新工艺和新装备带来的便利性如何，掘进队长贺帅最有发言权：“单班作业人员从14人减少到10人，安装回撤工期从15天缩短至7天，安装准备巷道减少50米，掘进效率提高近3倍，搬家倒面次数大幅减少，作业劳动强度明显降低。”
今年6月，在“环绕式”掘进工艺的加持下，原本需要两支队伍、两套装备同时施工的沙梁煤矿144205工作面准备巷道，仅用一支队伍、一套装备便完成贯通，且比预计工期缩短75天，实现了智能快掘一次安装、工作面巷道一次成型的目标，“人－机－环－管”融合度也变得更高。
崛起：是技术迭代，更是思维革命
今年3月31日上午，中能煤田袁大滩煤矿工业广场掌声雷动、礼炮齐鸣。该矿首套半煤岩智能快速掘进装备披红挂彩成功入井。
有了之前的成功经验，公司在与沙梁煤矿有着相似复杂地质条件的袁大滩煤矿也引进快掘装备。“袁大滩煤矿的掘进装备可谓是复刻加强版，电机功率从沙梁煤矿快掘的340千瓦增加到540千瓦。”王剑表示，该装备机身稳定系统、除尘系统都进行了升级改造，性能更优越，在复杂地质条件的适用性更强，加之派驻4名技术人员到沙梁煤矿进行3个月的学习，让袁大滩快掘装备用起来更加得心应手。
一切都在预料之中，试运转不到一个月，该套装备在袁大滩煤矿综掘一队11207掘进工作面单日进尺就突破20米，创造该矿在半煤岩巷掘进单班进尺最高纪录。7月份，该工作面单月进尺达到630米，再次实现新突破。
尝到了快掘带来的甜头后，榆北煤业为中能煤田袁大滩煤矿量身打造的第二、第三套快掘装备已提上了日程。从技术人员获悉，此套装备不管从掘支平行作业、智能化配备，还是从除尘工艺、滚筒材质等方面，都进行了全面优化，为该矿实现千万吨级产能夯基提速。可以预见的是，经历再次迭代升级的快掘装备必定会更加厚积薄发、大放异彩。
伟大的背后都是苦难，快掘成功的背后折射出的是榆北煤业一脉相承的智慧基因和榆北人乐观天成的科研气质。从掘进到智能快掘，快掘系统在复杂地质条件下得到成功应用，极大地缩短了采煤工作面的准备周期，为灾害治理赢得了宝贵时间，采掘接续难题也终被攻克。
当下，承载着再造一个新榆北历史使命，榆北煤业挖潜发力，持续做优存量，重点围绕产能释放，加快三对矿井智能化超长工作面和智能快掘建设，科技创新整体实力实现从量的积累向质的飞跃、从点的突破到面的提升。疾驰于毛乌素之中劈波斩浪、行稳致远，一个新榆北正在崛起。（马永奎 杜鹏 高晓邦）
