国家能源集团神东煤炭:“夹缝求金”唤醒沉睡宝藏
国家能源集团神东煤炭新闻中心李霞董博文金淑峰2025-12-26 19:59

在煤炭行业,厚度不足1.3米的薄煤层,长期被视作“鸡肋”——开采难度大、投入成本高、安全风险突出,经济效益远低于中厚煤层。以往,面对这类薄煤层,多数煤矿或是战略性绕行,或是仅作有限开采。国家能源集团神东煤炭积极响应国家“十四五”规划中“推进煤炭清洁高效利用”和“加快智能化发展”要求的关键举措,将目光精准锚定这片被忽视的“宝藏”,毅然打响一场向薄煤层要安全、要产量、要效益的攻坚硬仗。凭借科技创新与管理革新的双轮驱动,成功破局,让昔日的“效益洼地”为驱动发展的新“增长极”。

勇拓疆界 挑战开采“极限值”

神东矿区位于内蒙古、陕西、山西三省区交界能源富集区,是我国首个年产2亿吨的煤炭生产基地。

随着矿井开采向深部延伸,神东中厚偏薄煤层(厚度1.3—1.8米)剩余可采储量高达11.97亿吨,约占矿区总可采储量的16.6%。这份储量看似可观,开采条件却非常严苛, 如同“在岩石夹缝中掘金”。传统综采设备难以施展拳脚,矿工作业空间更是局促逼仄,不仅生产效率迟迟难以提升,更直接制约了资源回收率与整体盈利能力。

但由于浅部厚煤层资源日趋紧缺,储量颇丰的中厚偏薄煤层,成为了保障神东未来产能接续的关键战略储备。

薄煤层采煤工作面巡检机器人。

面对能源保供的紧迫压力与高质量发展的双重课题,神东深刻认识到,激活薄煤层资源绝非权宜之计,而是保障国家能源安全、延长矿井服务年限、实现可持续发展的必然选择。

几年来,神东以技术创新为利刃,以智能化升级为羽翼,通过构建“5G+智能采煤”系统,成功突破薄煤层开采技术瓶颈。通过延长工作面推进距离、升级核心装备,构建起覆盖地质勘探、智能截割、跟机移架的全流程智能化体系,不仅扭转了薄煤层“难采、低效”的行业困境,更以工作面无人化、智能化高效开采的实践路径,为煤炭行业深部资源开发提供了“安全提级、效率跃升”的标杆方案。

数智驱动 装备“破茧”增效能

受限于薄煤层1.3-1.8米的狭窄开采作业空间,工人作业时需长期蜷缩在不足正常站立高度的工作面里,以跪着或侧卧姿势操作设备,一个班下来,超千次地重复弯腰、伸展,腰椎、膝关节都在“超负荷运转”。这种高强度的劳作不仅严重损害矿工的职业健康,更成为阻碍薄煤层实现规模化开采的一大瓶颈。

智能化转型成为破解薄煤层传统开采桎梏的核心驱动力。

“支架压力稍高,把跟机移架速度调至0.8米/秒。”12月10日,大柳塔煤矿“太空舱”远程操控中心,全景屏幕上的数据跳动不停,综采六队党支部书记、队长张传宝盯着屏幕,与采煤机司机许超强通过远程控制调整设备参数。

大柳塔煤矿智能“太空舱”。

与此同时,井下的22上305薄煤层工作面,两名检修工正在进行日常巡检,头顶的“机器人”红外探头正在逐一扫过液压支架,数据实时传至地面。

根据实时数据,许超强轻点鼠标,采煤机随即启动记忆割煤模式,滚筒精准切入1.3米厚的煤层,煤流顺着刮板输送机奔涌。张传宝则通过数字孪生系统,校准工作面坡度参数,修正了一处0.3度的偏差。

这套“远程集控+机器人巡检”模式,就是专门为薄煤层设计的。5G网络保障指令毫秒级传输,避免人工现场操作的误差。自动跟机系统减少了支架漏矸风险,解决薄煤层空间狭小、作业困难等难题。通过高精度地质探测、三维建模、智能导航、记忆截割、远程监控等技术的集成应用,在矿井地面调度中心就能对井下薄煤层工作面进行“一键启停、无人跟机”操作。采煤机如同被赋予了“智慧大脑”,能自动适应煤层起伏变化,实现精准开采。如今,大柳塔煤矿井下薄煤层工作面,单班作业仅需5人,较以往减少了7人,工效提升60%,煤炭资源回收率提高至92%。这一系列突破,成功将矿工从繁重又局促的作业环境中解脱出来。

乌金滚滚中,智能化技术如一把神奇钥匙,开启了薄煤层宝藏之门。曾经被视为“鸡肋”的薄煤层,在智能化的赋能下,成为产“厚效益”的聚宝盆。

智创引领 长面“拓维”焕新能

传统设计的工作面长度通常控制在200到260米区间,其运作模式好像一条“短跑赛道”,人员和设备是运动员,处于频繁的起跑、加速与弯道减速循环中。采煤机完成加速割煤后,便要立即准备转向操作,大量有效作业时间被消耗在设备调向过程中。

神东创新工作面布置方式、最大限度减少巷道掘进量、优化工艺布局,为薄煤层开采开启全新可能。

哈拉沟煤矿井下31202工作面,设计长度足足有303.6米。增加工作面切眼长度,核心思路就是两个字——提效。这就好比在赛跑时拉长“直道”的占比,减少“弯道”折返的频次。如此一来,各类开采设备便如同在顺畅的“跑道”上疾驰,不用频繁的在端头启停、调整姿态,无效操作时间被大幅压缩,有效割煤时长显著提升,整体作业效率实现质的飞跃。

寸草塔二矿加长工作面安装完毕。

寸草塔二矿401.2米加长工作面于12月3日投产。之前需要布置4个综采面的采掘区域可直接优化为3个综采面,降低巷道掘进量,减少安装回撤次数。较传统工作面,每刀可多产煤200吨以上,同时减少了割三角煤和跑空刀时间,生产效率大幅提升。新规划的锦界煤矿、石圪台煤矿等矿井的超长工作面也将在明年陆续投产。

在推进地质条件稳定的大段薄煤层开采时,神东果断一次铺就长工作面,为自动化设备搭建起大展身手的广阔舞台。割煤、移架、运输等工序流畅地协同运行,减少人为干预、巷道掘进和搬家倒面的次数,摊薄了吨煤成本,薄煤层开采的效率、安全性和经济效益得到显著提升。

云智引领 开启“智联”新图景

功夫不负有心人。短短五年间,神东在攻克中厚偏薄煤层高效开采的征程中,破解了设备适应性、工艺优化等系列难题,积累了宝贵的智能化开采经验。

神东调度指挥中心,巨大的电子屏上跳动着实时数据流。5G信号如神经般贯穿矿区,数字孪生技术让工作面变得“透明可见”,操作员轻点鼠标,就能实现远程控制。神东成功打造“会思考”的智能工作面,通过智能控制系统实现采煤机自动调整截割参数,液压支架智能跟机移架,给矿井装上了“自动驾驶系统”,使薄煤层开采作业变得游刃有余。

薄煤层开采的探索之路永不停歇,唯有不断突破技术壁垒,方能行稳致远。

检修工在薄煤层工作面作业。

今年9月份,一场聚焦“中厚偏薄煤层高效开采”的行业盛会在神东启幕。来自清华大学、中国矿大等高校,煤科总院、天地科技等科研机构,还有郑煤机等装备制造企业的专家学者,与神东各生产单位技术骨干齐聚一堂,围绕高效截割、高速牵引、智能运输、无人化运行等核心要素,展开了一场“头脑风暴”,共同勾勒出中厚偏薄煤层智能高效开采的技术路线图。

“下一步,我们将在深化产学研用协同创新、加快智能装备迭代升级、完善智能化开采标准体系等方面重点推进,不断提升中厚偏薄煤层开采的智能化水平,全力向着工作面年产400万吨原煤、单产水平提升30%的目标迈进。”神东生产管理部副经理杨俊彩说道。

“攻克薄煤层高效开采的世界性难题”,这场技术革命,不仅是神东实现价值创造的核心命题,更承载着保障国家能源安全、推动行业高质量发展的时代使命。

当“十五五”规划的号角吹响,神东人正以敢为人先的魄力,在薄煤层开采开辟“新赛道”,持续在黄土高原上书写属于中国煤炭工业的壮丽篇章。

责任编辑:吴勇
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