“四川省煤矿全部为井工开采,薄煤层、极薄煤层占比68%,大倾角、急倾斜煤层占比22%,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井占比58%,多重灾害交织叠加;民营煤矿占比八成,普遍规模较小,存在技术匮乏、人才短缺、资金紧张等问题。”近日,谈到四川煤矿智能化建设之难,国家矿山安全监察局四川局政策法规处相关负责人坦言,“无法照搬其他省份模式”。
面对先天困境,四川省没有“躺平”——2017年开始攻坚煤矿机械化改造,原煤机械化开采率从15%提高至当前的85%以上;2018年开始推动智能化建设,2019年建成第一个智能化采煤工作面;截至目前,全省已建成智能化矿井3处,21处煤矿累计建成智能化采掘工作面69个,正常生产煤矿基本实现皮带连续运输和远程控制、井下自动排水、供电系统远程控制、重要场所无人值守,TBM掘进作业实现零的突破。
通过协同发力、分类施策,出台配套政策、设立专项资金、创新监管服务机制,四川省打造急倾斜煤层煤矿、极薄煤层煤矿、民营中小煤矿三大类智能化示范样板,蹚出了一条因地制宜、实用高效、安全优先的煤矿智能化转型新路。
顶层设计协同发力
急倾斜、大倾角、高瓦斯,矿小技差,怎么搞智能化?面对企业“不敢投、不会建、推进慢”的系统性难题,四川打出政策、资金、服务、监管组合拳,推动智能化改造落地。
从顶层设计开始,划定差异化建设路径。2022年3月以来,四川省发展改革委、四川省应急管理厅、国家矿山安全监察局四川局等部门联合印发《四川省煤矿智能化建设实施方案》等文件,明确不同类型矿井建设目标、重点项目与实施时序,杜绝“一刀切”。
设立专项资金,撬动资本投入。四川省设立煤矿安全与智能化改造财政专项资金,定向支持煤矿安全与智能装备采购、井下系统升级、关键技术攻关。四川省煤炭产业集团(以下简称川煤集团)累计投入14.69亿元资金,针对复杂煤层先后攻克8大类智能化关键技术,其中太平煤矿近四年投入近2亿元更新综采设备。在国有矿井示范效应下,达州市宣汉县上峡煤矿自主投入上亿元开展智能化建设。
四川省同步完善配套机制,全链条服务企业攻坚。组织层面,推动各煤矿成立智能化建设专项领导小组,倒排工期、专班推进;人才层面,推行“走出去考察、请进来授课”培养模式,深化校企合作,定向培育复合型技能人才;激励方面,推动企业出台智能化专项奖励政策,嘉阳煤矿设立30万元专项奖励资金,调动技术团队积极性。值得一提的是,四川局、四川省应急管理厅组建多专业专家团队,开展“体检式”驻矿帮扶,现场排查整改安全隐患、开展岗位技能培训,手把手指导企业解决在智能化建设中遇到的难题。
“我们将智能化改造进度纳入日常执法检查,同步核查设备投用、系统运行实效,以执法倒逼企业落实智能化建设主体责任。”四川局政策法规处相关负责人介绍,对资源枯竭、灾害治理难度极大、不具备综合机械化改造条件的矿井,依法引导有序退出,从源头降低安全风险。
因地施策靶向攻坚
大倾角煤层开采,是道世界级难题。
川煤集团有20处生产煤矿,大倾角、急倾斜煤层占比76%,薄、极薄煤层煤矿占比43%,高瓦斯和突出矿井占比90%。其开采条件之复杂,在全国都具有独特性和典型性。采煤机近乎垂直作业,长期存在煤壁片帮、飞矸伤人、支架失稳等问题。
对此,川煤集团率先开展科技攻关,在急倾斜复杂难采煤层智能化开采工艺和配套装备方面取得重要突破,打造出太平煤矿、花山煤矿等典型矿井。目前,川煤集团智能化采煤工作面产能占比达70%。
笔者在太平煤矿31131采煤工作面看到,智能化设备布置在倾角66度的峭壁上作业,运行时仅1人跟机巡查,2个顺槽端头各1人作业,基本上把人员解放出来了。
“目前,31131采煤工作面月均回采量3.5万吨,采煤工效较之前提升60.58%。”太平煤矿矿长刘华君介绍,通过智能化建设,近五年,该矿井下用工减少18%。
极薄煤层开采,是智能化攻坚的又一拦路虎。
四川省占比68%的煤矿为薄煤层和极薄煤层开采。其中,四川嘉阳集团嘉阳煤矿作为“四大抗战煤矿”之一,主采煤层厚度仅为0.67米至1.12米,属于典型高瓦斯“三软”极薄煤层,人工作业时甚至需要俯身或半卧。
螺蛳壳里如何做“智场”?嘉阳煤矿采用“地面单人远程干预+井下1人现场巡视”的“1+1”智能开采模式,建成西南地区首个极薄煤层智能化综采工作面。
“整套工艺适配破碎顶板、松软底板复杂工况,支架自动跟机率、采煤机记忆截割率稳定保持90%以上,最高可达98.5%。”嘉阳煤矿矿长谢荣介绍,该矿将原有3个采煤工作面整合为2个,单面年产量为60万吨,生产能力提升了1倍,设备检修时间缩短80%。
2023年,嘉阳煤矿31231智能综采工作面斩获全国煤矿智能创新大赛特等奖。
针对民营煤矿多,在智能化建设上不敢投、不会建、缺技术、缺资金的困境,四川省有关部门以国有企业作示范,引领上峡煤矿建成全省首个民营智能化矿井。
上峡煤矿矿长何小春介绍,该矿煤层倾角为30度至45度,通过引进智能化采掘设备、巡检机器人等,整体智能装备水平稳步提升,已通过省级Ⅱ类中级智能化示范煤矿验收,有效带动了宜宾、乐山、达州等地一批民营煤矿启动智能化升级改造。
在装备赋能方面,四川省依托川煤集团嘉华机械公司打造复杂煤层智能装备自主研发基地,形成“煤矿现场试验—装备研发迭代—成套装备输出”完整产业链。该公司拥有省级复杂煤层煤机装备工程研究中心,已向国内外输出200余套大倾角、急倾斜、薄煤层综采成套装备,产品远销土耳其,为全国同类急倾斜矿井提供成套解决方案。
在数字矿山基础设施一体化建设方面,古叙煤田公司积极打造矿山私有云。古叙煤田公司相关负责人黄伟表示,该公司在石屏一矿、鲁班山北矿部署AI视频监控系统,实现皮带运输、主通风、主排水、供电系统远程集中控制、无人值守。
减人保安提质增效
经过持续攻坚,四川煤矿智能化建设规模不断扩容,安全、生产、管理成效显著。
生产效率大幅提升。智能化改造后,川煤集团智能化综采工作面单班作业人数平均降低50%,月均产量提升100%;嘉阳煤矿工作面单班作业人员从25人缩减至4人,产量提升1倍;古叙煤田公司鲁班山北矿智能综采工作面投用后,累计减少33人,自动跟机率达到80%以上。
“现在智能化装备用得好,再也不想回到以前那种人弯着腰操作闸阀的时候了。”嘉阳煤矿一位工作多年的矿工表示。
安全保障能力提升。2025年,四川省煤矿瓦斯超限次数较2020年下降58.8%,“十四五”矿山生产安全事故起数、遇难人数较“十三五”分别下降79.6%、75.4%,重特大事故多发态势得到遏制。太平煤矿连续安全生产超3000天,嘉阳煤矿安全周期达2900余天。
技术创新结出硕果。四川省煤矿复杂煤层智能开采技术多次获得国家级、省部级科技奖项,炼焦煤智能浮选、极薄煤层智能开采等项目入选国家能源局智能化技术创新试点。国家相关部门在全国推广四川复杂难采煤层智能化建设经验,太平煤矿、嘉阳煤矿、上峡煤矿3处矿井成为同行观摩学习对象。
持续推进提档升级
在取得阶段性成效的同时,四川煤矿智能化建设仍面临不少现实制约:市场持续下行,企业经营承压,智能化建设持续投入资金缺口较大;煤岩精准识别、高精度透明地质建模等核心技术仍存在短板;兼具采煤工艺、网络运维、智能装备维修等专业的复合型人才供给不足;各部门监管系统相互独立,数据互通共享难度大等。
对此,相关专家表示,四川省将依托各煤矿实践经验,探索建立西南大倾角、薄煤层煤矿智能化差异化评价标准,推动形成行业通用技术规范。
“我们将聚焦70度以上超急倾斜煤层开采、煤岩智能识别、井下AI灾害预警等关键技术揭榜挂帅集中攻关;加快金堂智能化煤机制造基地建设;深化校企定向人才培养;到2030年,智能化产能占比提升至88%。”川煤集团科技创新中心主任唐锋表示。
据悉,“十五五”时期,四川省将锚定“建设全国复杂难采煤层智能开采原创技术策源地”目标,纵深推进煤矿智能化提档升级;持续强化政策资金扶持,完善智能装备采购补贴、税收优惠等配套政策。
来源:中国煤炭报

