國家能源集團平莊煤業(yè)公司：讓科技成果走上生產線
來源：中國能源新聞網 時間：2025-04-01 15:39
張超
割煤、移架、推溜、輸送一氣呵成，3月21日，國家能源集團平莊煤業(yè)老公營子礦綜放工作面正在進行初采，全流程作業(yè)數據在信息化調度指揮中心盡收眼底，智能化生產“一張圖”精準調度縱橫交錯的系統(tǒng)與設備……這些得益于實驗室里的先進技術，把科技創(chuàng)新成果變成了看得見、摸得著的“烏金”。
平莊煤業(yè)信息化調度指揮中心。
作為擁有66年老品牌煤炭企業(yè)，平莊煤業(yè)認真貫徹落實集團公司“1331”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，聚焦關鍵核心技術協(xié)同攻關，加強顛覆性技術和前沿技術研究，緊緊抓住科技創(chuàng)新這個“關鍵變量”轉化為高質量發(fā)展的“最大增量”，打通科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展中的堵點卡點，為企業(yè)高質量發(fā)展注入推動力、支撐力。
平莊煤業(yè)多項科技創(chuàng)新成果脫穎而出，關鍵核心技術取得新突破，重大項目建設躍上新高度。其中，老公營子礦“軟頂硬煤綜放安全智能化開采關鍵技術及裝備”，進一步豐富和發(fā)展國內煤炭資源智能化開采理論與技術，對支撐智能化綜放技術與裝備出口具有重大意義；西露天礦“露天邊幫窄煤柱下資源回收關鍵技術”，填補了其它露天礦邊幫煤回收技術空白，對促進行業(yè)發(fā)展和技術進步具有重要示范作用，達到國際先進水平。
智取烏金展新篇
老公營子礦是平莊煤業(yè)井工礦主力礦井，由于3、4、5煤組均已開采完畢，6煤綜放區(qū)工作面具有“煤層特厚、軟弱特厚頂板”特點，嚴重制約礦井可持續(xù)發(fā)展。與此同時，在煤炭行業(yè)綜放開采技術發(fā)展歷程上，并沒有可借鑒“軟巖”厚及特厚煤層綜放開采方法。鑒于此情況，平莊煤業(yè)高度重視，精心部署，組建項目攻關團隊，主要研究30米厚煤層分層綜放開采工藝。
老公營子礦受立井提升、電壓等級、開采技術條件等客觀限制，分別從技術可行性、經濟合理性、回采安全性等方面，按照煤礦智能化建設綜放工作面安全高效開采要求，更好發(fā)揮科技創(chuàng)新關鍵性作用，扎實推進重大項目建設，提出《厚煤層安全高效開采方案》。
攻關前沿課題，不斷提升前進的動力。涉及智能化設備、探索首分層綜放工作面放煤控制技術，一系列科技創(chuàng)新和技術加速落地。
在推進過程中，項目團隊多次召開項目推進會，開展交流研討，跑現場、看圖紙，吃透“軟巖”礦區(qū)地質構造，建立30米厚煤層首分層綜放工作面軟弱特厚覆巖拱結構力學模型，明晰特厚軟弱覆巖與液壓支架耦合作用機制，為特厚煤層綜放工作面支架選型設計和頂板管理提供理論依據。
結合煤層賦存和開采條件，項目團隊采用特厚軟弱頂板下首分層綜放工作面放煤控制技術，復合水體下控疏結合綜放開采安全保障技術，有效解決工作面多重含水開采問題。
老公營子礦智能化綜放工作面。
傳統(tǒng)液壓支架在軟巖底板應用，存在扎底問題。項目團隊根據地質構造創(chuàng)新研發(fā)了雙四連桿超前液壓支架。頂梁和底座采用一體化設計，雙四連桿機構與雙邊立柱呈平面布置，增強支架整體穩(wěn)定性，降低底座前端比壓，解決超前支架在巷道軟巖底板中扎底的現象。項目團隊介紹道：“通過開發(fā)‘預測+探查+疏放解危+監(jiān)測預警’于一體的頂板采空區(qū)積水解危技術，能夠預測多煤層綜放開采覆巖破壞高度和采動影響范圍，實現安全高效生產。”
工作面回采過程中，采用多輪間隔智能化放煤工藝，揭示了頂煤放出率與放煤口量化關系，創(chuàng)新多放煤口時空配合模式，大幅提升頂煤回收率。
通過產學研深度融合，項目取得突破性進展，變革了傳統(tǒng)采煤方法，建成平莊煤業(yè)首個智能化綜放工作面，為煤炭行業(yè)類似地質條件煤層開采提供有益借鑒，具有示范作用和輻射效應。
破解難題啟新程
為提高煤炭資源回收率，延長西露天礦服務年限，平莊煤業(yè)實地考察、深入論證、科學決策，有力有序推進露天礦轉為井工礦開采。
“露天轉為井工開采，就是對露天礦邊幫壓煤進行回收，而工作面位于露天礦邊坡角45度臺階狀陡幫之下。”項目團隊在研究中發(fā)現，井工開采面臨三大“卡脖子”難題——厚輝綠巖頂板破斷失穩(wěn)、露天邊幫窄煤柱傾覆、地表漏風引起工作面自然發(fā)火。
如何攻破難關，提高資源回收率，延長服務年限，成了項目團隊攻克的“難題”。
面對工作面回采需求，項目團隊組織開展“露天邊幫窄煤柱硬厚頂板下厚煤層開采關鍵技術研究與示范”，綜合采用理論分析、實驗室試驗、數值模擬、現場實測等研究方法，建立覆巖單一關鍵層“長懸臂+砌體梁”結構模型，研究采場應力、位移、能量多參量系統(tǒng)性監(jiān)測及演化規(guī)律，詳細掌握露天端幫下分層綜放工作面頂板致災機理，開展覆巖破斷與地表巖移相結合的井上下多參量一體化頂板災害綜合預警，提出工作面安全保障技術，為端幫壓煤井工安全高效開采提供技術支撐。
西露天礦礦壓大數據分析綜合監(jiān)測平臺。
通過建立露天邊幫窄煤柱硬厚頂板單一關鍵層“長懸臂+砌體梁”力學模型，推導工作面支架工作阻力解析公式，提出工作面頂板拉斷和剪斷破壞判據。基于頂板災害監(jiān)測預警系統(tǒng)、煤體應力監(jiān)測系統(tǒng)、微震監(jiān)測系統(tǒng)、GNSS監(jiān)測系統(tǒng)，開展采動應力、覆巖破斷、邊幫巖移等多場聯(lián)合監(jiān)測，開發(fā)礦壓大數據分析綜合監(jiān)測平臺，建立頂板來壓智能分級預測預警算法模型及順槽圍巖穩(wěn)定性綜合評價模型，形成覆巖與地表巖移相結合的井上下多參量一體化綜合預警技術。
由于工作面開采具有“來壓急增阻、非來壓緩增阻、來壓持續(xù)時間長、持續(xù)性周期來壓”特點，利用微震監(jiān)測系統(tǒng)，可以綜合預警分析近場覆巖頂板活動規(guī)律。
項目團隊以瓦斯作用下采空區(qū)自然發(fā)火精準預警為先導，以均壓通風、采空區(qū)連續(xù)開區(qū)注氮綜合防控措施為核心，開發(fā)集合采掘布局優(yōu)化與頂板控制、地表漏風條件下三位一體綜合防滅火，搭建露天礦陡幫硬厚頂板下厚煤層開采安全保障技術體系，有效防止邊幫硬厚頂板下工作面發(fā)火。
項目落地后，實現了露天邊幫窄煤柱呆滯厚煤層安全、高效、高回收率開采，合理配置煤炭資源，延長礦井服務年限，成為平莊煤業(yè)推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展的縮影。
春來潮涌東風勁，奮楫爭先啟新程。平莊煤業(yè)積極踐行“創(chuàng)新是企業(yè)的責任”，加速科技成果向新質生產力轉化，推進煤炭智能綠色開采和清潔低碳高效利用，探索突破更多關鍵性新技術、運用更多新設備，推動科技產業(yè)深度融合，全面建設綠色、低碳、安全、高效，可持續(xù)轉型升級發(fā)展能源企業(yè)。
責任編輯：于學華
