■本报记者杨沐岩

近日，由中国煤科上海研究院研制的全国首个极薄煤层高效智能采煤机成功投入应用，实现了煤矿极薄煤层的自动截割，并通过“无人作业+远程干预”模式，达到无人化常态开采的标准。

我国薄煤层煤炭储量丰富，约占煤炭总储量五分之一，开采潜力大。在部分老矿区面临资源接续紧张情况下，高效开采薄煤层不仅是“提效增产、提质增盈”的机遇，也是避免煤炭资源浪费，保障我国煤炭供应的重要举措。

但极薄煤层和薄煤层高度低，开采作业空间通常不及成人身高，传统设备难以施展、人员行走困难导致采高无法降低。让相关设备“瘦身健体”、具备远程操作功能，是实现薄煤层高效开采的关键。近年来，我国建成了一批薄与较薄煤层智能综采工作面，智能化开采取得初步进展，多个煤矿实现了薄煤层开采的“减人提效”。

●向“薄”探寻资源接续

目前我国1.3米以下的薄煤层占保有储量20%左右，四川、重庆、湖南、湖北等地区薄煤层占保有储量50%以上。但薄煤层开采须面对劳动强度高、机械化程度低和经济效益较差的情况。这导致各类矿区普遍存在“采厚弃薄”现象，造成了煤炭资源的浪费。薄煤层产量仅占全国煤炭产量的10%左右，安全高效开采薄煤层是提高煤炭资源采出率的重要途径。

当前，为均衡各矿井生产能力、延长服务年限、提高资源采出率等需要，许多矿区都面临薄煤层开采问题，亟须解决薄煤层安全卸压、规模化智能开采和高采出率开采等技术难题。但由于我国薄煤层赋存条件的多样性，实现智能化开采难度大，而由于各矿区地质条件差异，薄煤层开采技术也不尽相同。

某煤矿总工程师告诉《中国能源报》记者，该矿薄煤层采高普遍低于1.3米，部分巷道甚至匍匐才能通行。以往开采，矿工经常是“弯腰采煤”甚至“趴着采煤”，导致劳动强度骤增，患腰椎损伤等职业病风险上升。另一方面，传统采煤机械设备体型尺寸过大，无法适用于薄煤层开采，而“小体积、大功率”综采设备研发成本较高。“但随着开采年限的增加，采面由‘厚’转‘薄’是所有井工煤矿的必经之路。超薄型智能采煤机、低矮液压支架、自适应规划截割技术等适配薄煤层场景的技术装备必不可少。”

●技术装备仍需升级

国际上对薄煤层自动化开采技术的研究始于19世纪90年代，以美、英、德、澳等国家为代表。其中，德国成功研制了基于电液控制系统的薄煤层全自动化综采系统。美国开发了基于计算机集成的薄煤层少人操作切割系统。

我国近年也在薄煤层自动化开采技术应用方面取得了一系列成果，建成了一批薄与较薄煤层智能综采工作面。国家能源集团榆家梁煤矿创新实践“采煤工艺编辑+截割模板”远程操控模式，实现了较薄煤层综采工作面常态化无人生产。淮河能源集团朱集东煤矿在“大采深、高瓦斯、高地压、高地温”地质条件下，实现了薄煤层智能化高产高效开采。四川嘉阳煤矿创新地面单人简约规划截割、工作面全视频安全巡检生产模式。

尽管目前我国薄煤层智能化开采已取得初步进展，在倾角小、赋存稳定的薄煤层中得到成功应用，但仍难满足薄煤层多样化赋存条件和技术需求的需要，采掘装备适应性仍需提高，应用范围有待扩大。相关智能设备也需要通过“自我学习”变得更智能、更灵敏，实现控制精准度的进一步提升。此外，伴随我国煤炭开采不断走深，薄煤层智能开采与灾害防控一体化发展重要性凸显，相关研究仍待进一步推进，促进薄煤层开采的资源利用最大化和灾害防控效果相协调。

●智采技术提效显著

近年来，煤炭生产企业联合科研院所、高等学校开展技术攻关，从“装备形式”到“配套方式”再到“工艺模式”逐步升级。通过攻关薄煤层智能开采，部分劳动强度大、产能效率低、经济效益差、濒临关闭退出的煤矿实现了“提效增产、提质增盈”。

上海创力集团有限公司相关负责人为记者介绍：“针对薄煤层场景，我们的新型采煤机具有较高功率密度和空间利用率。设备还使用了高强度合金钢，摇臂强度较之前的产品提高了40%。此外，该机型具备智能化远程通讯、自主智能截割功能，可适配少人、无人开采场景。”

龙煤集团双鸭山矿业有限责任公司双阳煤矿矿长王社新表示，该矿可采储量中，薄煤层占70%，其中厚度0.6—1米的煤层储量尤其丰富。伴随薄煤层综采智能化装备引入，该矿具备采煤机、液压支架、刮板输送机等设备的远程控制功能，工作面可实现“一键启停”，多个工序可全部按照编程自动运行。智能开采“提效减人”，该矿平均日产量从665吨上升到1330吨，而在册人数从102人减少到36人。

四川省煤炭产业集团有限责任公司开采的煤层中，倾斜和急倾斜煤层占比73.3%，极薄煤层和薄煤层占比45.4%。公司总工程师奚光荣表示，在该集团太平煤矿，薄煤层和急倾斜开采挑战共存。通过建设急倾斜薄煤层智能化采煤工作面，煤层厚度1.1—1.8米，平均厚度1.25米、平均倾角52度的工作面实现了缆线自动拖移、智能化设备俯伪斜布置等急倾斜智采功能。工作面月单产由1.5万吨提高到3.5万吨，自动跟机率达75%。