日前，黃陵礦業公司《煤油氣共生大采高智能化綜采關鍵技術研究與應用》科技項目通過中國煤炭工業協會鑒定，達到國際領先水平。自此，黃陵礦業公司形成了從較薄煤層、中厚煤層到厚煤層全覆蓋的智能化開采技術研究體系。

　　采高每增長一米，就是對資源的最大尊重。自2014年開始，該公司開始致力于研究智能化開采技術，在全國首次實現煤礦智能化開采，先后完成了薄煤層、中厚煤層和厚煤層的智能化開采技術研究。如今，黃陵礦業再次實現大采高工作面的智能化開采，再一次占領了煤炭開采技術的新高地，對帶動國內智能化成套裝備的研發生產，進一步提高資源回收率都具有重要意義，也為我國煤礦智能化開采技術的發展提供了寶貴經驗。

　　技術積累為大采高智能化提供了經驗

　　黃陵礦業公司地處黃隴煤炭基地，煤田總面積549平方公里，地質儲量13.4億噸，可采儲量9.6億噸，礦區以中厚煤層為主，煤層厚度變化很大。主要出產優質的煤化工原料和動力煤，煤質優良，“黃靈煤”品牌早已家喻戶曉。

　　黃陵礦業公司以“開放合作、協同創新、科學采煤、服務社會”為發展路線，以現代項目管理為手段，以“煤礦智能化開采”為主題，立足企業實際，聯合國內相關高校、科研機構和煤炭裝備制造企業，避開了“煤巖識別”等世界性難題，另辟蹊徑，率先確立了基于可視化的遠程干預型智能化無人綜采技術路線，有效解決煤礦綜采工作面生產過程復雜、開采裝備系統龐大、作業環境惡劣等問題。

　　黃陵礦業公司從2008年開始探索實施智能化無人開采技術，2013年首個智能化綜采工作面調試運行。2014年、2016年陸續實現了較薄煤層和中厚煤層智能化無人開采地面遠程操控采煤作業常態化，開創了國產成套裝備智能化采煤的先河。

　　為了將智能化無人開采技術進一步推廣應用，2016年5月，全國首個煤礦智能化開采技術創新中心在黃陵礦業公司掛牌成立，該中心依托黃陵礦業公司，以智能化開采技術為核心，形成從技術研發、裝備制造、實驗研究、技術培訓到成果推廣應用的完整技術創新體系，成為煤炭行業重要的安全科技支撐平臺。其中，智能化無人開采技術位列2016年國家能源局推廣的《煤炭安全綠色開發和清潔高效利用先進技術與裝備推薦目錄》首批首位。

　　在黃陵礦區，水、火、瓦斯、煤塵、頂板、油型氣、油氣井“七害”俱全，下屬的黃陵二號煤礦屬于煤油氣共生礦井，平均煤層厚度達到6米，實施大采高智能化任務艱巨。

　　2016年底，黃陵礦業公司開始著手制定《煤油氣共生大采高智能化綜采關鍵技術研究與應用》技術方案，聯合8個設備生產廠家和科研院所制定了設備技術標準，隨后進行設備研制、人員培訓。經過多次調試，2017年12月，黃陵二號煤礦416工作面完成了為期3個月的工業性試驗，大采高工作面首次實現了常態化智能開采，使黃陵礦業公司乃至全國煤炭企業多年追逐的夢想得以實現。

　　“目前，5.1-7米煤層智能化綜采成套裝備單班生產能力最大達4刀半，工作面最高月產量達到了50.5萬噸，回采工效達247.97噸/工，生產效率在原采煤方式基礎上提升30%以上。”黃陵礦業公司二號煤礦總經理劉建偉說道。

　　克服重重困難，大采高智能化開采圓夢

　　黃陵礦業公司二號煤礦屬于煤油氣共生礦區，礦區范圍內現有油氣鉆孔近150個，隨著礦井開采活動的進行，礦井瓦斯涌出量逐年增大，底板瓦斯異常涌出尤為嚴重，且具有突發性、涌出量大、無明顯征兆等特點，伴隨出現了油型氣異常涌出與石油滲流現象，硫化氫涌出量也顯著增加，加之工作面采高大，頂板破碎、片幫嚴重、底板松軟等諸多致災因素，給智能化開采項目的實施造成嚴重阻礙。

　　黃陵礦業公司的技術團隊多次到北京、鄭州、天津、沈陽等地進行實地考察，最終選定了可以滿足使用要求，配套性好、可靠性高的采煤機、液壓支架、超前支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機等設備和智能控制系統。地面調度室和井下設備列車分別設置集控中心，集控中心采用的自動化綜合智能控制平臺，集成了液壓支架、采煤機跟機自動化及遠程控制、工作面視頻監控、遠程集中控制等多項技術，對各設備運行狀態數據進行實時監測、分析和專家式診斷，實現智能控制。

　　“設備配套難度不大，安裝調試著實費了不少事。”黃陵二號煤礦機電部長易瑞強說，“設備入井前，我們精心實施地面聯合調試，發現問題就及時與廠家聯系進行解決，直到最優為止。”

　　黃陵二號煤礦416大采高工作面實施智能化無人開采技術，首先面臨的就是煤壁片幫，底板松軟和煤塵大等問題。為了確保項目的順利實施，智能化技術攻關小組根據實際，采用液壓支架護幫精準控制聯動技術，液壓支架模擬人工作業自適應技術，加裝采煤機外噴霧高壓除塵裝置，有效解決了相關難題，自主研發了采煤機采高傳感器保護裝置和云臺攝像儀多角度調節裝置，有效延長傳感器使用壽命，確保工作面監控無死角。

　　針對大采高工作面煤油氣共生問題，技術小組研發了基于瓦斯濃度的采煤機聯動控制技術。通過瓦斯監測建立瓦斯濃度與采煤機牽引速度之間的耦合關系，當瓦斯濃度波動異常時可提前對未來危險進行預測，提前報警，并通過危險的等級，自動調整采煤機牽引速度，確保工作面能夠安全高效生產;利用惰性氣體發泡裝置對滲油區域及工作面上下隅角噴灑泡沫，全方位覆蓋隱患點，徹底杜絕了油氣火災事故的發生。

　　2017年9月，設備在井下安裝調試完畢，終于可以正式采煤了。操控人員按下一鍵啟停按鈕后，發現膠帶輸送機還未啟動至正常狀態，工作面的“三機”已經啟動了，造成膠帶機尾堆煤。經過研究分析后，技術團隊重新設置了一鍵啟停的程序，解決了這一問題。隨后，又優化了三角煤高效協同工藝，減少了進刀距離，彎曲段加裝了慢速邏輯推移閥，通過控制供液流量，使推移油缸慢速推移，達到平順斜切進刀的目的。對供液系統進行了改造，采用“三進三回”的方式，提高了供液系統運行效率，保障了液壓支架的正常跟機等等。

　　經過一系列自主攻關，大采高智能化開采技術在416工作面終于成功應用了。

　　復雜條件下采煤更安全更高效

　　目前416智能化工作面已累計生產5個月，系統運行穩定可靠，生產煤炭252萬噸。

　　不但效益上去了，整個采煤過程的操作也變得簡單、安全、高效了。”黃陵二號煤礦副總經理張強介紹說，“黃陵二號煤礦應用大采高智能化開采技術以后，操控人員在監控中心可以對集成供液系統和運輸系統進行遠程智能控制;通過高清攝像儀，可以實時跟蹤采煤機推進情況;采用液壓支架自動跟機技術，實現了全工作面液壓支架自動跟隨采煤機拉架、推溜等功能。”

　　“原來生產期間，我們一個班需要25個人，大采高智能化實施以后，井下只需要7人工作，地面2人干預就可以了。特別是以前工作強度最大的兩順槽支護，現在采用超前邁步式支架之后，現場作業人員由原來的10人人工搬運單體支柱支護作業減至2人手持遙控操作，職工的勞動強度大大減輕，作業環境得到了極大改善。”該礦綜采二隊隊長姚一龍說。

　　據了解，應用大采高智能化以后，工作面設備開機率提升至100%，單班最大生產能力達到4刀半，工效可達247.97噸/工，月生產能力突破50萬噸，每年節約人工成本700多萬元。

　　《煤油氣共生大采高智能化綜采關鍵技術研究與應用》的成功實施，開創了國產成套大采高裝備智能化開采的先河，對我國煤礦智能化綜采工作面開采有著重要的現實意義。與同類型的智能化綜采工作面相比，國產裝備購置價格約為進口裝備的65%，一個大采高智能化工作面成套設備購置可節約5000萬元左右。形成了覆蓋各個煤層厚度的完備的智能化開采示范工程體系，首次采用了人機智能融合控制的生產模式，大幅提升了綜采成套裝備的智能化水平，帶動了我國在煤機裝備自動化、智能化方面的整體技術進步，為建設大型現代化礦井提供了參考，有力地推動了我國煤炭工業的轉型升級。

　　“預計在今年底，我們公司依托創新中心這個平臺，將對所屬4對礦井全部實現智能化無人開采。這是一項艱巨的任務，我們公司將全力以赴助力創新中心，實現這項世界領先技術的常態化運行。”談到未來的發展，黃陵礦業公司董事長、黨委書記雷貴生表示。

　　智能化無人開采技術，必將有力推動我國煤礦開采技術的升級換擋，大大提升我國煤炭裝備制造業國際競爭力，對推進全國煤礦安全生產形勢穩定好轉和煤炭工業可持續發展具有重要指導意義和示范引領作用。

　　(史灝李金玲)

　　《各界導報》 2018年08月16日 第4016期 第四版