“實現煤炭資源安全高效智能開發，推動煤炭資源綠色開發與生態礦山建設。”這是 《能源技術革命創新行動計劃 （2016～2030年）》中有關“煤炭無害化開采技術創新”戰略方向的簡要表述。

記者注意到，在上述計劃明確的15項重點任務中，煤炭無害化開采位列之首，其地位之重要、意義之深遠可見一斑。

要實現上述目標，還需深厚的技術積淀作支撐?；赝^去5年，我國建井技術、高效開采方法已達到國際領先水平，煤炭開采技術取得了長足進步。這其中最具發言權和代表性的，當屬享有“煤炭工業的長子”之美譽的同煤集團。

記者了解到， “十二五”期間，同煤集團成功入選第五批“國家級創新型試點企業”，獲得國家級科技進步獎3項，獲得省部級科技進步獎、專利等近700余項。去年，該集團“特厚煤層沿空掘巷千萬噸綜放面安全保障關鍵技術研究與應用”等3個項目，更是首次在同一年度同時榮獲2016年中國煤炭工業協會科技進步一等獎，創整個煤炭行業歷史最好水平。

不難看出，在同煤人的辛勤耕耘下，這方煤炭開采技術和裝備的行業 “試驗田”、“研發地”之上，正醞釀新一輪的采礦業技術革命。

直面世界性難題一次開采14米以上厚煤層　

資料顯示，我國厚煤層可采儲量占全國煤炭總可采儲量的43%左右，每年厚煤層的煤炭產量約占全國煤炭產量的40%~50%。因此，在厚煤層條件下實現安全、高效、高回收率開采對我國煤炭工業的發展及能源安全具有重要意義。

在2014年度國家科學技術獎勵大會上，同煤集團“特厚煤層大采高綜放開采成套技術與裝備研發”項目獲得國家科學技術進步獎一等獎，這是該集團時隔21年再次獲此殊榮。

值得一提的是，14~20米特厚煤層大采高綜放開采國內外沒有先例，這也是該項目的創新性之所在。

具體來說，該項目開發了特厚煤層大采高綜采放頂煤開采工藝及安全保障技術，掌握了大采高綜放工作面礦壓顯現規律和控制技術；發明了液壓支架圍巖耦合三維動態優化設計方法，研制出5.2米大采高放頂煤液壓支架；研制出世界首套且全部國產化的年產千萬噸特厚煤層大采高綜放工作面成套裝備，提高了成套裝備的配套性、適應性及可靠性。

該項目相關負責人表示，這是繼我國成功研制年產600萬噸綜采成套技術裝備之后，煤炭科技和裝備制造的又一大進步，標志著我國千萬噸礦井和千萬噸工作面成套技術裝備研發進入了工程示范和全面推廣應用階段。

據悉，該項技術已被推廣到大同煤礦集團其他千萬噸礦井及平朔、神東等10多個礦區的30多個煤礦。與分層開采比較，該項技術大幅提高了煤炭產量、開采效率與安全系數。

此外，該項技術已在澳大利亞、俄羅斯等地推廣，對解決世界特厚煤層的開采難題也起到了引領作用。

小煤柱留設技術威力大煤柱寬度從38米縮至6米　

在特厚煤層開采中，隨著開采不斷延伸，采空區懸頂面積不斷增大，支承應力向礦井深部轉移，傳統煤柱留設的位置恰好處在高應力區域，導致巷道變形嚴重，影響安全生產。這意味著煤礦不得不放棄在回采初期留設的大煤柱，進而損失大量煤炭資源。

如何破題？同煤集團“十二五”收官之年的重點科研項目———小煤柱留設技術攻克了此頑疾。

“行業內將3~8米的煤柱統稱為小煤柱。小煤柱留設技術就是把工作面的回風順槽布置在采空區的邊緣，通過數值模擬及試驗分析，布置小煤柱。這樣不僅維護巷道簡單了，還能有效降低支護成本，保證安全回采。”據塔山煤礦總工程師匡鐵軍介紹，該技術將工作面原來的38米寬的大煤柱縮到6米，剩下30多米的煤柱全部可以采出。

2015年6月，同煤集團在塔山煤礦試驗性地運用小煤柱留設技術，并于同年11月成功完成了8204工作面的回采工作，共計多回收煤炭資源68萬噸。2016年11月，該集團開始在總結前期小煤柱回采成功經驗的基礎上，繼續在塔山煤礦深入研究小煤柱留設技術。

“應用小煤柱留設技術后，巷道成型好、回采期間二次維護量小，而且支護環境、安全條件要比原來留設大煤柱的還要好，資金投入少了，資源回收率大幅度提升。”匡鐵軍說。

據統計，相比大煤柱工作面，在相同走向長度內，每回采一個小煤柱工作面產生經濟效益上億元。

智能化高效綜采裝備成同忻煤礦“頂級配置”

當前，煤礦工人的職業健康逐漸成為社會關注的焦點。在此背景下，國家正大力推進“機械化換人、自動化減人”工程。同忻煤礦也在實踐過程中，不斷向這一目標靠攏。

隨著操作人員摁下總控臺啟動按鈕，50米開外工作面緩緩啟動的機器轟鳴聲打破了地層深處的沉寂，遠端的采煤機穩步前行，自如流暢地割煤、推溜、移架，傳輸皮帶上，滾滾的“烏金”流水般奔向地面。

恰在此時，于同忻煤礦地面調度指揮中心的智能化總控臺前，調度指揮人員也可以通過視頻操控機組設備，隨時掌握著井下生產狀況。這是同忻煤礦智能化綜采隊在8202工作面遠程控制自動化開采的作業場景。

據介紹，此項技術系統是由工作面集中控制系統、視頻監控系統、設備姿態監測系統、通訊網絡平臺與多項關鍵技術組成的三位一體的大型控制系統，是煤炭綜采成套裝備的核心。作為操作人員的人機接口，該系統以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及可視化遠程監控為基礎，以生產系統智能化控制軟件為核心，實現了在地面及順槽綜合監控中心對綜采設備的智能監測與集中控制，確保工作面智能化運行，達到工作面連續、安全、高效開采。

2013年8月，由同煤集團承擔的國家發展改革委 “同忻煤礦千萬噸級高效綜采關鍵技術創新及產業化示范工程”項目立項。2016年7月，8202綜采面被選定為試點。

據記者了解，該項目的實施使設備替代工人進行井下開采，實現地面及井下控制中心對設備的智能監測和集中控制，大大降低了工人的勞動強度，將工人從危險的工作面采場解放到相對安全的順槽監控中心。

數據顯示，采用該技術使得工作面回采率達85%以上，生產能耗下降5%以上，操作人員減半，進一步提升了企業安全生產的保障能力。