坐落在延安市黃陵縣的雙龍煤業(yè)，成立于1992年，是陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司的所屬礦井之一，年核定產(chǎn)能只有90萬噸，是這片廣袤的黃隴煤田上最普通的礦井之一。
2024年9月，這座“老礦井”因?yàn)橐粓?chǎng)關(guān)于空間和技術(shù)的極限博弈，迎來了屬于自己的高光時(shí)刻。
雙龍煤業(yè)調(diào)度指揮中心里，職工輕輕按下調(diào)度指揮中心控制臺(tái)前的按鈕，極薄煤層專用采煤機(jī)緩緩啟動(dòng)，滾滾煤流奔涌地面，機(jī)電、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)運(yùn)行情況一目了然，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的一舉一動(dòng)都清晰顯示在眼前。
全國首套極薄煤層智能化工作面落戶雙龍煤業(yè)，這標(biāo)志著黃陵礦業(yè)人在煤層開采“深水區(qū)”實(shí)現(xiàn)“智能開采”的歷史跨越。伴隨著工作面常態(tài)化開采，黃陵礦業(yè)智能化開采嵌入最后一塊拼圖，完成礦區(qū)智能化工作面全覆蓋的開采版圖。
黃陵礦業(yè)是煤礦智能化建設(shè)的先行者
早在2014年，一號(hào)煤礦建成全國首個(gè)智能化無人綜采工作面，開創(chuàng)了煤礦綜采工作面智能化無人開采的先河。
2016年，二號(hào)煤礦建成全國首個(gè)大采高智能化無人綜采工作面，填補(bǔ)了國產(chǎn)成套大采高裝備智能化開采的空白。
2024年，雙龍煤業(yè)順利破解薄及極薄煤層智能化開采難題，投入使用我國首個(gè)薄及極薄煤層高效智能開采成套裝備。
從1.0米的較薄煤層到6.6米大采高，再到0.6米的極薄煤層，這是黃陵礦業(yè)煤層厚度的自然跨度，更是黃陵礦業(yè)人在智能化開采這條道路上的探索深度。
“極薄煤層智能開采對(duì)黃陵礦業(yè)發(fā)展意義重大，在智能開采方面，經(jīng)過十年的發(fā)展，我們技術(shù)成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富，現(xiàn)在，更要全力攻克極薄煤層智能開采難題，努力實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效目標(biāo)?！秉S陵礦業(yè)公司黨委書記、董事長王鵬飛對(duì)這一次全新的開采技術(shù)探索充滿了信心。
高產(chǎn)高效的目標(biāo)，是雙龍煤業(yè)亟待解決的問題。隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷延伸，雙龍煤業(yè)井田范圍內(nèi)大量出現(xiàn)0.6-1.5m的煤層，最薄處僅60厘米的極薄煤層占全礦井可采儲(chǔ)量的50%左右，職工需要爬行通過，在如此狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行人工開采。
為了釋放安全產(chǎn)能，延長礦井開采年限，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，雙龍煤業(yè)開啟了薄及極薄煤層高效智能開采的全新探索。
這場(chǎng)“向每一厘米要效益”的技術(shù)革命，不僅關(guān)乎雙龍煤業(yè)的生存，更是煤炭行業(yè)在極薄煤層領(lǐng)域的一次“技術(shù)突圍”。
若前方無路，便踏出一條路
中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，全國薄及極薄煤層儲(chǔ)量占比超20%，相當(dāng)于千億噸級(jí)資源長期處于“看得見、采不出”的尷尬境地。雙龍煤業(yè)面臨的1.5米采高限制，正是這個(gè)行業(yè)難題的典型縮影。
“煤層太低，空間太小，怎么樣才能夠讓設(shè)備進(jìn)入到狹小的空間作業(yè)，并達(dá)到無人化標(biāo)準(zhǔn)，難度確實(shí)很大。” 回想起在攻克極薄煤層智能化開采難題過程中，作為項(xiàng)目參與人之一，黃陵礦業(yè)雙龍煤業(yè)副總工程師馮子涵說道。
在小空間里實(shí)現(xiàn)“大作為”，是需要攻克的第一道難題。在雙龍煤業(yè)百米井下，科研團(tuán)隊(duì)對(duì)極薄煤層的儲(chǔ)量布局、地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致勘探，繪制出3D地質(zhì)模型，確定出采高最高不能超過1.5米，對(duì)成套裝備的各項(xiàng)參數(shù)和性能提出嚴(yán)格要求。
一時(shí)間，多家單位眾志成城，產(chǎn)、學(xué)、研通力合作，再次向新的困難發(fā)起挑戰(zhàn)。無數(shù)次的頭腦風(fēng)暴，無數(shù)個(gè)晝夜的激烈探討，最終確定“一縮兩擴(kuò)”的研發(fā)思路，即采用縮小采煤機(jī)機(jī)面高度、刮板輸送機(jī)槽幫高度、液壓支架頂梁厚度三種方式增加采煤機(jī)過機(jī)高度和工人檢修作業(yè)空間，對(duì)采煤機(jī)構(gòu)造重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
從方案論證到研究設(shè)計(jì)，從專班推進(jìn)到設(shè)備制造……經(jīng)過兩年多的連續(xù)奮戰(zhàn)，2024年7月，首批專用于極薄煤層的智能化開采的液壓支架順利到礦安裝。
“干了二十多年的采煤工作，這種液壓支架我還是頭一次見，別看個(gè)頭小，但勁頭卻不小，操作起來也很簡單?！痹谠摰V極薄煤層綜采工作面，綜采隊(duì)職工曹武正參與并見證了極薄煤層順利開采的全過程。
“各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好平穩(wěn)，割煤順利?！?/p>
2024年10月，隨著雙龍煤業(yè)井下傳回來的信號(hào)，調(diào)度中心大屏前的所有人都高興歡呼起來。我國首個(gè)薄及極薄煤層高效智能開采成套裝備正式投入使用。
雙龍煤業(yè)距離打造百萬噸礦井的目標(biāo)又近了一步。
以科技創(chuàng)新釋放資源“邊角料”的價(jià)值
2025年4月22日，“黃陵礦區(qū)0.78-1.3m 薄煤層無人化開采關(guān)鍵技術(shù)與工程示范”項(xiàng)目順利通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定，研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為全國類似條件煤礦開采提供了示范。
該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用成功解決了小采高、大阻力液壓支架高效等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，研發(fā)了大功率、高強(qiáng)度截割機(jī)構(gòu)以及矮機(jī)身的采煤機(jī)，配套使用了極薄煤層永磁變頻一體機(jī)直驅(qū)系統(tǒng)，完成了智能截割系統(tǒng)、狹窄空間5G漏纜通信系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，成套設(shè)備具備無人化運(yùn)行能力，實(shí)現(xiàn)了采煤-支護(hù)-推進(jìn)智能協(xié)同控制。
截至2025年3月底，經(jīng)過近半年的運(yùn)行，雙龍煤業(yè)極薄煤層智能化高效開采運(yùn)行良好，達(dá)到“面內(nèi)無人操作，面外人工干預(yù)”的常態(tài)化模式，累計(jì)采煤36萬噸，單日采煤平均12刀，并于2024年10月21日創(chuàng)單日割煤14刀最高紀(jì)錄。
此外，根據(jù)極薄煤層生產(chǎn)實(shí)際，該項(xiàng)目率先應(yīng)用分段分層開采以及移架技術(shù)，讓煤質(zhì)發(fā)熱量始終保持在5800大卡左右，全年可增加優(yōu)質(zhì)煤炭產(chǎn)量90萬噸，同等產(chǎn)量下可提高經(jīng)濟(jì)效益約1.8億元。
“智能化名片”的打造，離不開一次次對(duì)核心技術(shù)的探索；“智能化名片”的分量，來自于一個(gè)個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目的積累。
聚焦“系統(tǒng)優(yōu)化、裝備升級(jí)、效能提升”三大攻堅(jiān)方向，以科學(xué)的生產(chǎn)接續(xù)和高效的生產(chǎn)系統(tǒng)為礦井發(fā)展提供保障。黃陵礦業(yè)已經(jīng)開始布局智能化建設(shè)“后半篇文章”，不斷為我國煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供黃陵方案，貢獻(xiàn)黃陵力量。
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