问题:特厚煤层开采长期面临“厚、长、难”的共性挑战。煤层厚度大、工作面战线长,往往带来顶板控制压力增大、设备协同复杂、瓦斯治理难度上升等问题。特别是平均厚度达14米的特厚煤层,一旦顶板管理与通风瓦斯治理不到位,安全风险与效率波动容易叠加,制约规模化、集约化生产水平提升。能源保供任务持续加重、煤炭行业加快转型升级的背景下,如何在确保安全前提下实现高效率、低成本、可持续开采,成为摆在产煤大省面前的关键课题。 原因:一上,传统工作面装备能力、控制精度和信息化水平上存在天然限制,面对超长工作面容易出现“装备强但协同弱、单机先进但系统不联动”的短板;另一上——特厚煤层地质条件复杂——对支护强度、放顶煤工艺、灾害治理与现场管理提出更高要求。此次塔山矿8320工作面的建成投产,正是在需求牵引与技术迭代共同作用下的结果:通过引入2.6万千牛大阻力电液控支架,增强顶板控制能力;通过智能采煤机与关键系统联动,实现采、支、运“三机协同”;依托5G+工业互联网系统,提升感知、传输与决策效率,推动现场由“经验驱动”向“数据驱动”转变,以系统性工程思路破解“超长战线+特厚煤层”的复合难题。 影响:从生产能力看,8320工作面面宽360米、走向长度1500米、可采储量约1200万吨,投产后单刀割煤约5500吨,日产原煤超过3万吨,年产能力可达1000万吨水平,将提升矿井稳产高产能力,对区域煤炭稳定供应形成支撑。从效率与成本看,单产效率较传统工作面提高约25%,采区回收率提升至80%以上,年节约掘进、维护等成本超过2600万元,说明在更高强度的安全约束下,依然可以通过工艺与管理优化实现“少掘进、少维护、提回收、提效率”。从行业层面看,该工作面顺利投用不仅填补了山西特厚煤层高效智能开采的技术空白,也为煤炭产业向规模化、智能化、集约化转型提供了现实样本,有利于推动先进适用技术在更大范围复制推广。 对策:推进特厚煤层安全高效开采,需要坚持“技术体系+管理体系”同步建设。其一,强化灾害治理与风险预控,把顶板管控、瓦斯治理、通风系统优化与应急能力建设作为系统工程协调,确保高强度开采下的本质安全。其二,完善智能化系统的协同机制,突出“装备—网络—平台—应用—人员”闭环管理,提升三机联动的稳定性与可维护性,避免“建得起、用不好”的现象。其三,推动标准化、模块化建设,围绕特厚煤层综放超长工作面形成可执行的技术标准、作业标准和考核体系,将试点经验固化为制度成果。其四,面向绿色低碳要求,改进开采工艺与能耗管理,加强资源回收与生态治理衔接,推动“安全、高效、集约、绿色”目标落到指标、落到现场。 前景:当前我国能源结构仍处于转型期,煤炭在保障电力安全、支撑工业运行中的基础作用短期内难以替代。面向“十五五”,在需求侧波动与供给侧安全约束并存的形势下,先进产能的稳定释放更显重要。塔山矿8320工作面的投产,显示出通过技术创新与数字化手段提升煤炭供给韧性的路径:在确保安全的前提下,实现更高效率、更高回收率、更低综合成本,并形成可推广的工程化能力。预计随着有关技术体系与管理经验深入成熟,特厚煤层智能综放开采有望在更多矿区落地,推动煤炭生产由“规模扩张”向“质量效益提升”转变,在保障国家能源安全与促进传统产业升级中发挥更大作用。
从人工开采到智能协同,中国煤炭工业的创新发展始终与国家能源安全紧密相连。8320工作面的实践证明,传统行业通过科技创新同样能焕发新活力。这条创新之路——既关乎当前能源保供——也展现着高质量发展的未来。(完)