厚度米多的煤層，開采難度大、投入成本高、安全風(fēng)險突出，經(jīng)濟效益遠(yuǎn)低于中厚煤層。國家能源集團神東煤炭積極響應(yīng)國家十四五規(guī)劃中推進煤炭清潔高效利用加快智能化發(fā)展要求的關(guān)鍵舉措，將目光錨定這片難開發(fā)的寶藏，毅然打響一場向薄煤層要安全、要產(chǎn)量、要效益的攻攻堅仗，讓昔日的效益洼地”轉(zhuǎn)變為驅(qū)動發(fā)展的新增長極

勇拓疆界 挑戰(zhàn)開采極限值

神東礦區(qū)位于晉陜內(nèi)蒙古三省區(qū)交界能源富集區(qū)，是我國首個年產(chǎn)億噸的煤炭生產(chǎn)基地。

隨著礦井開采向深部延伸，神東中厚偏薄煤層（厚度1.3—1.8米）剩余可采儲量高達(dá)11.97億噸。這份儲量看似可觀，開采條件卻非常嚴(yán)苛，如同在巖石夾縫中掘金。傳統(tǒng)綜采設(shè)備難以施展拳腳，礦工作業(yè)空間更是局促逼仄，不僅生產(chǎn)效率難以提升，更直接制約了資源回收率與整體盈利能力。

但由于淺部厚煤層資源日趨緊缺，儲量頗豐的中厚偏薄煤層，成為了保障神東未來產(chǎn)能接續(xù)的關(guān)鍵戰(zhàn)略儲備。

圖為薄煤層采煤工作面巡檢機器人

幾年來，神東以技術(shù)創(chuàng)新為利刃，以智能化升級為羽翼，通過構(gòu)建“5G+智能采煤系統(tǒng)，成功突破薄煤層開采技術(shù)瓶頸。通過延長工作面推進距離、升級核心裝備，構(gòu)建起覆蓋地質(zhì)勘探、智能截割、跟機移架的全流程智能化體系，不僅扭轉(zhuǎn)了薄煤層難采、低效的原有認(rèn)識，更以工作面無人化、智能化高效開采的實踐路徑，提供了安全提級、效率躍升的標(biāo)桿方案。

數(shù)智驅(qū)動 裝備破繭增效能

受限于1.3米至1.8米的狹窄開采作業(yè)空間，工人作業(yè)時需長期蜷縮在不足正常站立高度的工作面里，以跪著或側(cè)臥姿勢操作設(shè)備，一個班下來，超千次地重復(fù)彎腰、伸展，腰椎、膝關(guān)節(jié)都在超負(fù)荷運轉(zhuǎn)。這種高強度的勞作不僅嚴(yán)重?fù)p害礦工的職業(yè)健康，更成為阻礙薄煤層實現(xiàn)規(guī)?；_采的一大瓶頸。

智能化轉(zhuǎn)型成為破解薄煤層傳統(tǒng)開采桎梏的核心驅(qū)動力。

支架壓力稍高，把跟機移架速度調(diào)至0.8秒。”1210日，大柳塔煤礦太空艙遠(yuǎn)程操控中心，全景屏幕上的數(shù)據(jù)跳動不停，綜采六隊黨支部書記、隊長張傳寶盯著屏幕，與采煤機司機許超強通過遠(yuǎn)程控制調(diào)整設(shè)備參數(shù)。

圖為大柳塔煤礦智能太空艙

與此同時，井下的22305薄煤層工作面，兩名檢修工正在進行日常巡檢，頭頂?shù)?/span>機器人紅外探頭正在逐一掃過液壓支架，數(shù)據(jù)實時傳至地面。

根據(jù)實時數(shù)據(jù)，許超強輕點鼠標(biāo)，采煤機隨即啟動記憶割煤模式，滾筒精準(zhǔn)切入1.3米厚的煤層，煤流順著刮板輸送機奔涌。張傳寶則通過數(shù)字孿生系統(tǒng)，校準(zhǔn)工作面坡度參數(shù)，修正了一處0.3度的偏差。

這套遠(yuǎn)程集控機器人巡檢模式，就是專門為薄煤層設(shè)計的。5G網(wǎng)絡(luò)保障指令毫秒級傳輸，避免人工現(xiàn)場操作的誤差。自動跟機系統(tǒng)減少了支架漏矸風(fēng)險，解決薄煤層空間狹小、作業(yè)困難等難題。通過高精度地質(zhì)探測、三維建模、智能導(dǎo)航、記憶截割、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)的集成應(yīng)用，在礦井地面調(diào)度中心就能對井下薄煤層工作面進行一鍵啟停、無人跟機操作。采煤機如同被賦予了智慧大腦，能自動適應(yīng)煤層起伏變化，實現(xiàn)精準(zhǔn)開采。

如今，大柳塔煤礦井下薄煤層工作面，單班作業(yè)僅需人，較以往減少了人，工效提升60%，煤炭資源回收率提高至92%。這一系列突破，成功將礦工從繁重又局促的作業(yè)環(huán)境中解脫出來。

烏金滾滾中，智能化技術(shù)如一把神奇鑰匙，開啟了薄煤層寶藏之門。曾經(jīng)被視為雞肋的薄煤層，在智能化的賦能下，成為產(chǎn)厚效益的聚寶盆。

智創(chuàng)引領(lǐng) 長面拓維煥新能

傳統(tǒng)設(shè)計的工作面長度通?？刂圃?/span>200米260米區(qū)間，其運作模式好像一條短跑賽道，人員和設(shè)備是運動員，處于頻繁的起跑、加速與彎道減速循環(huán)中。采煤機完成加速割煤后，便要立即準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向操作，大量有效作業(yè)時間被消耗在設(shè)備調(diào)向過程中。

神東創(chuàng)新工作面布置方式，最大限度減少巷道掘進量、優(yōu)化工藝布局，為薄煤層開采開啟全新可能。

哈拉溝煤礦井下31202工作面，設(shè)計長度足足有303.6米。增加工作面切眼長度，核心思路就是兩個字——提效。這就好比在賽跑時拉長直道的占比，減少彎道折返的頻次。如此一來，各類開采設(shè)備便如同在順暢的跑道上疾馳，不用頻繁地在端頭啟停、調(diào)整姿態(tài)，無效操作時間被大幅壓縮，有效割煤時長顯著提升，整體作業(yè)效率實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

圖為寸草塔二礦加長工作面安裝完畢

寸草塔二礦401.2米加長工作面于12日投產(chǎn)。之前需要布置個綜采面的采掘區(qū)域可直接優(yōu)化為個綜采面，降低巷道掘進量，減少安裝回撤次數(shù)。較傳統(tǒng)工作面，每刀可多產(chǎn)煤200噸以上，同時減少了割三角煤和跑空刀時間，生產(chǎn)效率大幅提升。新規(guī)劃的錦界煤礦、石圪臺煤礦等礦井的超長工作面也將在明年陸續(xù)投產(chǎn)。

在推進地質(zhì)條件穩(wěn)定的大段薄煤層開采時，神東果斷一次鋪就長工作面，為自動化設(shè)備搭建起大展身手的廣闊舞臺。割煤、移架、運輸?shù)裙ば蛄鲿车貐f(xié)同運行，減少人為干預(yù)、巷道掘進和搬家倒面的次數(shù)，攤薄了噸煤成本，薄煤層開采的效率、安全性和經(jīng)濟效益得到顯著提升。

云智引領(lǐng) 開啟智聯(lián)新圖景

功夫不負(fù)有心人。短短五年間，神東在攻克中厚偏薄煤層高效開采的征程中，破解了設(shè)備適應(yīng)性、工藝優(yōu)化等系列難題，積累了寶貴的智能化開采經(jīng)驗。

神東調(diào)度指揮中心，巨大的電子屏上跳動著實時數(shù)據(jù)流。5G信號如神經(jīng)般貫穿礦區(qū)，數(shù)字孿生技術(shù)讓工作面變得透明可見，操作員輕點鼠標(biāo)，就能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。神東成功打造會思考的智能工作面，通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)采煤機自動調(diào)整截割參數(shù)，液壓支架智能跟機移架，給礦井裝上了自動駕駛系統(tǒng)，使薄煤層開采作業(yè)變得游刃有余。

圖為檢修工在薄煤層工作面作業(yè)

今年月，一場聚焦中厚偏薄煤層高效開采的行業(yè)盛會在神東啟幕。來自清華大學(xué)、中國礦大等高校，煤科總院、天地科技等科研機構(gòu)，還有鄭煤機等裝備制造企業(yè)的專家學(xué)者，與神東各生產(chǎn)單位技術(shù)骨干齊聚一堂，圍繞高效截割、高速牽引、智能運輸、無人化運行等核心要素，展開了一場頭腦風(fēng)暴，共同勾勒出中厚偏薄煤層智能高效開采的技術(shù)路線圖。

下一步，我們將在深化產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新、加快智能裝備迭代升級、完善智能化開采標(biāo)準(zhǔn)體系等方面重點推進，不斷提升中厚偏薄煤層開采的智能化水平，全力向著工作面年產(chǎn)400萬噸原煤、單產(chǎn)水平提升30%的目標(biāo)邁進。神東生產(chǎn)管理部副經(jīng)理楊俊彩說道。

作者：李霞 董博文 金淑峰

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