尊龙凯时 - 人生就是博-中国矿井物探网
2024-07-25
受先天条件欠佳、开采难度较大、经济效益偏低等因素影响，薄煤层安全高效开采是长期困扰煤炭行业发展的一大难题。
据悉，薄煤层储量占到全国可采储量的20%以上，产量却只占全国总产量的8%左右。
部分煤矿长期“采厚丢薄”，造成煤炭资源浪费，且不利于自身可持续发展，因此多年来，薄煤层开采一直是一个亟待解决的现实课题。而且伴随开采年限的增加，采面由“厚”转“薄”也逐渐成为井工煤矿的必经之路。
按照厚度，地下开采分为薄煤层、中厚煤层及厚煤层。其中薄煤层低于1.3米，在我国85%以上矿区均有分布。
据中国煤炭工业协会副会长刘峰介绍，目前，我国1.3米以下已探明的薄煤层可采储量约为61.5亿吨，占煤炭总可采储量的20.4%。尤其是四川、重庆、湖南、湖北等地区，薄煤层占保有储量50%以上。事实上，不仅仅是薄煤层，2m以下煤层受地质条件和空间的制约，开采难度大，生产效率低。
中国工程院院士王国法表示，薄煤层工作面受地质影响较大，工况多变，常规开采工艺无法支持复杂条件下连续高效开采。同时，大功率装备往往体积较大，工作面有限的空间严重制约开采装备性能。此外，煤层条件变化下的智能开采能力不足、通讯控制联络复杂、设备维护检修困难也是阻碍薄煤层高效开采的难题。
近年来，煤炭生产企业联合科研院所、高等院校开展技术攻关，成功研发应用先进采煤装备，建成一批薄煤层智能综采工作面。伴随工业物联网、人工智能和数字孪生等技术不断完善，薄煤层智能化开采迎来新机遇。
在中国煤炭工业协会近日举办的全国煤矿薄煤层智能开采经验交流现场会上，刘峰介绍到，近年来，一批具有智能感知决策、自主集群控制、安全状态管理的智能化、高端化、成套化采煤装备成功研发应用。采煤机方面，研发出0.9米极薄煤层采煤机，解决了薄煤层煤机高度和过煤空间问题；液压支架方面，攻克了薄煤层液压支架板式顶梁和超大伸缩比立柱等关键技术，解决了薄煤层开采支护难题。
国家能源集团神东煤炭集团是我国首个2亿吨级煤炭生产基地，如何推进薄煤层工作面实现智能化开采，一直是神东科研攻关和技术创新的重点。
榆家梁煤矿是神东首个薄煤层自动化的试点单位，2018年迄今，为解决薄煤层工作面割岩量大、劳动强度大、开采成本高等问题，神东一直不停地自主创新，已经研发出来太空舱、单轨吊落地、液压移变列车、远程供液等创新系统。
地处山东的山东能源集团，其在国内共有75处生产煤矿，拥有2米以下薄煤层的煤矿32处、占比42.6%；32处煤矿薄煤层剩余有效可采储量2.6亿吨、占比29%。
山东能源集团党委常委、副总经理刘健介绍，近年来，携手华为、天玛智控等先进企业，山东能源集团先行先试开展薄煤层智能无人开采探索实践，推广应用“数智无人控制”技术装备，杨村、滨湖薄煤层工作面均实现正常生产条件下面内常态化无人作业。
刘健表示，六大技术创新的加持，助力山东能源集团实现薄煤层工作面常态化无人作业。
在工作面智能控制方面，应用数字孪生技术，为远程控制提供操作建议和控制指令；应用盘古矿山大模型AI服务平台，提高矿井风险防控能力和安全管理水平；应用煤矿GIS公共服务平台，打通多专业横向协同绘图壁垒；应用国产惯导自动找直技术，实现采煤工作面自动找直系统核心关键设备及技术国产化；应用班组协同交互通讯技术，解放双手，提高接收信息的准确性、行为安全性和工作效率；应用多参量耦合模型的规划截割开采技术，提升薄煤层开采效率，降低含矸量。
中煤集团也在全方位推进薄煤层智能化开采。在内蒙古纳林河矿区纳林河二号矿3-1上煤层，建成1.9米煤厚智能化工作面，自动化率达96%，生产班由12人减为3人。在山西霍西矿区铁新煤矿、合盛煤矿、高家庄煤矿，这些1.3米以下煤厚工作面应用无线传感器，建成采煤机规划截割+支架自动跟机移架智能化工作面。在陕西子长矿区禾草沟煤矿，引进波兰黑龙等高采煤机，探索实现无人化开采新模式。截至目前，中煤集团已建成薄及较薄煤层智能化工作面13个，智能化采煤工作面占比87%。
淮河能源现有11对生产矿井，核定产能7790万吨。其中，淮南矿区面临薄煤层开采难题。
据淮河能源控股集团党委委员、副总经理李志红介绍，在薄煤层煤机国产化替代上，淮河能源研发了矮机身、高过煤量、高可靠摇臂的国产MG500/1200-AWD型采煤机。系统泵站由BRW400/31.5升级为BRW630/40。
根据规划，淮河能源将持续探索透明地质技术的应用，实现精准规划截割；研发适应深井高地压环境的玻璃纤维锚杆，解决两端头截割不连续的技术难题；不断优化国产薄煤尊龙凯发层开采装备，提升设备系统的可靠性。
川煤集团华荣公司总工程师唐锋介绍，川煤集团核定生产能力1478万吨/年，共有生产矿井20对，全部由川煤集团华荣能源公司管理。川煤集团的煤层，极薄煤层和薄煤层占比45.4%，煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井占比90%，倾斜和急倾斜煤层占比73.3%。
“在薄煤层开采问题上，建议选用适应性强的装备。针对薄煤层开采的特点，应选用高效、稳定、安全特点的智能化开采设备。与此同时，优化采掘工艺和流程，包括合理布置工作面、优化采煤方法、减少辅助作业时间等。”唐锋建议。
中国工程院院士葛世荣认为，未来，煤矿将走向生产系统常态智能化，机器人化采矿未来可期。其中，薄煤层机器人化开采系统结构，将由矿山工业物联网+机器人化系统+数字孪生平台构成。
“到2026年，全国煤矿智能化产能占比不低于60%；智能化工作面常态化运行率不低于80%；将打造一批单班作业人员不超50人的智能化矿山；形成煤壁采长450米以上，单面产量1500万吨以上，智采人员3人以下，人工干预20%以下的超级智采工作面。”葛世荣说。
科技时代，让采矿这一职业在煤矿“智能升级”中实现“顺势转型”，成为这场煤炭工业领域重大变革的全新命题。薄煤层智能化建设不仅将职工从窄小、困难的作业环境中解放出来，从本质上提升了作业人员的安全系数；同时还能有效释放煤炭生产企业的产能，保障煤矿生产安全，促进煤炭产业可持续发展。
最新数据显示，截止5月底，全国现有1549个智能化采掘工作面（采煤工作面866个，掘进工作面683个），有智能化工作面的煤矿823处，415台无人驾驶车辆在35处露天煤矿推广应用，1.3万个固定岗位实现了无人值守。通过大力推动煤矿智能化建设，2016年以来，全国煤矿井下作业人员减少37万人，智能化矿井杜绝了较大以上安全生产事故，百万吨死亡率大幅低于全国平均水平。
-尊龙凯时·[中国]官方网站
