国家能源集团平庄煤业公司：让科技成果走上生产线
来源：中国能源新闻网 时间：2025-04-01 15:39
张超
割煤、移架、推溜、输送一气呵成，3月21日，国家能源集团平庄煤业老公营子矿综放工作面正在进行初采，全流程作业数据在信息化调度指挥中心尽收眼底，智能化生产“一张图”精准调度纵横交错的系统与设备……这些得益于实验室里的先进技术，把科技创新成果变成了看得见、摸得着的“乌金”。
平庄煤业信息化调度指挥中心。
作为拥有66年老品牌煤炭企业，平庄煤业认真贯彻落实集团公司“1331”科技创新战略，聚焦关键核心技术协同攻关，加强颠覆性技术和前沿技术研究，紧紧抓住科技创新这个“关键变量”转化为高质量发展的“最大增量”，打通科技创新和产业创新融合发展中的堵点卡点，为企业高质量发展注入推动力、支撑力。
平庄煤业多项科技创新成果脱颖而出，关键核心技术取得新突破，重大项目建设跃上新高度。其中，老公营子矿“软顶硬煤综放安全智能化开采关键技术及装备”，进一步丰富和发展国内煤炭资源智能化开采理论与技术，对支撑智能化综放技术与装备出口具有重大意义；西露天矿“露天边帮窄煤柱下资源回收关键技术”，填补了其它露天矿边帮煤回收技术空白，对促进行业发展和技术进步具有重要示范作用，达到国际先进水平。
智取乌金展新篇
老公营子矿是平庄煤业井工矿主力矿井，由于3、4、5煤组均已开采完毕，6煤综放区工作面具有“煤层特厚、软弱特厚顶板”特点，严重制约矿井可持续发展。与此同时，在煤炭行业综放开采技术发展历程上，并没有可借鉴“软岩”厚及特厚煤层综放开采方法。鉴于此情况，平庄煤业高度重视，精心部署，组建项目攻关团队，主要研究30米厚煤层分层综放开采工艺。
老公营子矿受立井提升、电压等级、开采技术条件等客观限制，分别从技术可行性、经济合理性、回采安全性等方面，按照煤矿智能化建设综放工作面安全高效开采要求，更好发挥科技创新关键性作用，扎实推进重大项目建设，提出《厚煤层安全高效开采方案》。
攻关前沿课题，不断提升前进的动力。涉及智能化设备、探索首分层综放工作面放煤控制技术，一系列科技创新和技术加速落地。
在推进过程中，项目团队多次召开项目推进会，开展交流研讨，跑现场、看图纸，吃透“软岩”矿区地质构造，建立30米厚煤层首分层综放工作面软弱特厚覆岩拱结构力学模型，明晰特厚软弱覆岩与液压支架耦合作用机制，为特厚煤层综放工作面支架选型设计和顶板管理提供理论依据。
结合煤层赋存和开采条件，项目团队采用特厚软弱顶板下首分层综放工作面放煤控制技术，复合水体下控疏结合综放开采安全保障技术，有效解决工作面多重含水开采问题。
老公营子矿智能化综放工作面。
传统液压支架在软岩底板应用，存在扎底问题。项目团队根据地质构造创新研发了双四连杆超前液压支架。顶梁和底座采用一体化设计，双四连杆机构与双边立柱呈平面布置，增强支架整体稳定性，降低底座前端比压，解决超前支架在巷道软岩底板中扎底的现象。项目团队介绍道：“通过开发‘预测+探查+疏放解危+监测预警’于一体的顶板采空区积水解危技术，能够预测多煤层综放开采覆岩破坏高度和采动影响范围，实现安全高效生产。”
工作面回采过程中，采用多轮间隔智能化放煤工艺，揭示了顶煤放出率与放煤口量化关系，创新多放煤口时空配合模式，大幅提升顶煤回收率。
通过产学研深度融合，项目取得突破性进展，变革了传统采煤方法，建成平庄煤业首个智能化综放工作面，为煤炭行业类似地质条件煤层开采提供有益借鉴，具有示范作用和辐射效应。
破解难题启新程
为提高煤炭资源回收率，延长西露天矿服务年限，平庄煤业实地考察、深入论证、科学决策，有力有序推进露天矿转为井工矿开采。
“露天转为井工开采，就是对露天矿边帮压煤进行回收，而工作面位于露天矿边坡角45度台阶状陡帮之下。”项目团队在研究中发现，井工开采面临三大“卡脖子”难题——厚辉绿岩顶板破断失稳、露天边帮窄煤柱倾覆、地表漏风引起工作面自然发火。
如何攻破难关，提高资源回收率，延长服务年限，成了项目团队攻克的“难题”。
面对工作面回采需求，项目团队组织开展“露天边帮窄煤柱硬厚顶板下厚煤层开采关键技术研究与示范”，综合采用理论分析、实验室试验、数值模拟、现场实测等研究方法，建立覆岩单一关键层“长悬臂+砌体梁”结构模型，研究采场应力、位移、能量多参量系统性监测及演化规律，详细掌握露天端帮下分层综放工作面顶板致灾机理，开展覆岩破断与地表岩移相结合的井上下多参量一体化顶板灾害综合预警，提出工作面安全保障技术，为端帮压煤井工安全高效开采提供技术支撑。
西露天矿矿压大数据分析综合监测平台。
通过建立露天边帮窄煤柱硬厚顶板单一关键层“长悬臂+砌体梁”力学模型，推导工作面支架工作阻力解析公式，提出工作面顶板拉断和剪断破坏判据。基于顶板灾害监测预警系统、煤体应力监测系统、微震监测系统、GNSS监测系统，开展采动应力、覆岩破断、边帮岩移等多场联合监测，开发矿压大数据分析综合监测平台，建立顶板来压智能分级预测预警算法模型及顺槽围岩稳定性综合评价模型，形成覆岩与地表岩移相结合的井上下多参量一体化综合预警技术。
由于工作面开采具有“来压急增阻、非来压缓增阻、来压持续时间长、持续性周期来压”特点，利用微震监测系统，可以综合预警分析近场覆岩顶板活动规律。
项目团队以瓦斯作用下采空区自然发火精准预警为先导，以均压通风、采空区连续开区注氮综合防控措施为核心，开发集合采掘布局优化与顶板控制、地表漏风条件下三位一体综合防灭火，搭建露天矿陡帮硬厚顶板下厚煤层开采安全保障技术体系，有效防止边帮硬厚顶板下工作面发火。
项目落地后，实现了露天边帮窄煤柱呆滞厚煤层安全、高效、高回收率开采，合理配置煤炭资源，延长矿井服务年限，成为平庄煤业推动科技创新和产业创新融合发展的缩影。
春来潮涌东风劲，奋楫争先启新程。平庄煤业积极践行“创新是企业的责任”，加速科技成果向新质生产力转化，推进煤炭智能绿色开采和清洁低碳高效利用，探索突破更多关键性新技术、运用更多新设备，推动科技产业深度融合，全面建设绿色、低碳、安全、高效，可持续转型升级发展能源企业。
责任编辑：于学华
