提升煤炭开采智能化和机械化水平

贵州以技术创新推动煤炭产业革命

近年来，贵州以科技兴煤摆脱老旧模式。特别针对喀斯特地貌的复杂煤层开采难题，贵州依靠科技创新主动作为，以技术榜单破解关键核心技术，为全省煤炭工业转型升级赋能。

将地下煤层引燃，通过操纵供氧量，让煤炭发生化学反应并产生煤气，再通过管道将煤气输送到需要的地方。科幻小说《地火》中，这个“120年以后人类熟练掌握的技术”在贵州实现了。

日前，贵州省科技厅与省能源局签署了战略合作协议，携手推动煤炭开采智能化和机械化水平。随着科技持续攻关，贵州煤炭开采搭上了高科技快车。一个“井下无人、地上无煤、纯清洁能源”的煤炭工业新时代到来了。

摆脱“傻大黑粗”模式

一身黝黑的矿工，深入到地下矿井里，一筐一筐地挖煤，然后运上地面……在贵州，这种“傻大黑粗”式的采煤模式，如今正在被逐渐终结。

贵州发耳煤业有限公司早就实现了“一键采煤”。只要在地面上轻轻摁下总控台启动按钮，地下深处的采煤机就进入了“无人驾驶”状态。割煤、移动，煤炭源源不断地通过皮带输送到地面。

2018年5月份，贵州发耳煤业有限公司将大数据与煤炭产业深度融合，完成了31004综采工作面的智能化改造。贵州煤矿由此开启“无人驾驶”模式，矿井深处的矿工身影正在减少。

“在贵州复杂地质条件下成功运行智能化模式，这在以前是不敢想的。”贵州发耳煤业有限公司采煤副总工程师朱加贤感触颇深，贵州煤矿多为煤与瓦斯突出矿井，地质结构极其复杂，要在这种条件下实现智能机械化开采，几乎是不可能的事。这对于在井下干了20多年采煤工的朱加贤来说，“简直是翻天覆地的变化”。

不过，翻天覆地的变化显然不止于此。5年前，在贵州省科技厅的支持下，贵州盘江精煤股份有限公司经多方论证，联手中国矿业大学开展煤层地下气采技术攻关。由中国矿业大学王作棠教授领衔的科研团队，先后攻克了五项重大关键技术，于去年成功实现了地下煤气化点火。

让地下的煤炭有效燃烧，使之转化为可燃气体，这样不用开挖就可以直接把地下煤层中的含能成分提取出来，使得采煤就像开采石油和天然气一样。在王作棠看来，煤炭气化代表着我国能源革命的创新方向，对于贵州这样一个煤炭大省来说，意义重大。

瞄准井下智能化采掘

贵州是我国南方煤炭资源最丰富的省区，素有“西南煤海”之称。但一个尴尬的事实是，喀斯特地貌让贵州煤层赋存条件复杂，煤矿开采条件比北方煤炭省份差。

数据显示，贵州省埋深2000米以浅的煤炭资源总量2588.55亿吨，其中已探获资源量707.61亿吨。受煤层复杂赋存条件及开采技术制约，现有生产、建设矿井主要集中在占储量约50%的厚煤层和中厚煤层，剩余50%储量的薄煤层、极薄煤层、急倾角煤层基本弃采。

根据贵州省委省政府部署，96%的现有生产矿井将在2020年实现机械化开采，其余4%属于很难机械化的极薄、急倾角煤层。解决“关键4%”矿井机械化开采问题，不仅将使煤炭资源利用效率大幅提高，还将为开采丰富的极薄、急倾角煤层，甚至2000米以深更为丰富的煤炭资源奠定基础。

科技创新必须服务于国民经济主战场，立足于解决经济社会发展中的难点。为此，2017年贵州省科技厅发布技术榜单，悬榜攻克长期以来制约贵州煤炭转型升级的核心技术。

贵州省科技厅高新技术处主任科员杨璟说，技术榜单针对贵州省矿井实际情况，梳理出3个技术攻关方向，包括1米以下煤层和60°以上的急倾斜煤层机械化开采技术、煤矿井下无人/少人采掘系统和矿井设备小型化轻量化技术。最终，贵州省科技厅据此立项实施科技重大专项，支持经费高达4815万元，“力度前所未有”。

作为中榜单位之一的贵州众一金彩黔矿业有限公司，成了西南地区首家实现薄煤层智能化开采的民营煤炭企业，公司旗下岩脚煤矿智能化综采工作面目前已通过验收。煤层平均厚度仅1.3米，且属高瓦斯煤矿，在这样的条件下实行智能化开采，着实难度不小。然而，贵州众一金彩黔矿业有限公司联手社会科研力量，牵头攻克技术难关。现在，岩脚煤矿早已实现了“有人巡视、无人值守、遥控采煤”。

目前，通过技术榜单实施的科技重大专项进展顺利。参与揭榜的中国矿业大学教授刘盛东表示，当前煤矿采掘机械化在很多地区已经实现，但采掘自动化、智能化还是一个世界性难题，贵州如果能啃下这个硬骨头，将迎来一场煤炭产业新革命。

煤炭从黑色变绿色

2018年底，贵州提出打造十大千亿元级“产业航母”，入列的基础能源产业到2022年产值将达到2200亿元，其中煤炭产业产值达到2000亿元。

近年来，贵州省煤炭行业克服市场下行困难，经过深度调整，总产值从2013年的1395.7亿元，提高到2017年的1850亿元，正稳步向2000亿元级行业迈进。但是，其中的困难依旧不容小觑。特别是在青山绿水的贵州，传统依赖资源消耗的发展模式已经难以为继，煤炭业必须走出“粗放经营、矿难频发、环境污染、资源浪费”的怪圈。

要把煤炭从黑色变成绿色，把高碳变成低碳，把污染变成清洁，唯一的解决方案只有一个——科技兴煤。为此，贵州提出了高端化、绿色化、集约化目标，关键词是转型升级和提质增效，路径就是智能化和机械化。

贵州省科技厅厅长廖飞向记者介绍：“传统产业高新技术化是贵州省科技工作‘重中之重’，基础能源产业既是‘煤电烟酒’传统产业的代表，又在‘十大千亿元级工业产业’中名列第一。我们将以此为‘当头炮’和突破点，将传统动能改造为新动能，形成‘十大千亿元级工业产业’高端化绿色化集约化的示范。”

5月20日，贵州省科技厅和省能源局签署了战略合作协议，明确双方将以变革性技术推动煤炭产业革命，共同推动贵州省能源产业高质量发展，加快建成全国重要能源基地。

按照协议，贵州将在2022年左右实现煤炭开采100%机械化，在2025年实现“井下无人地面无煤”。相关技术人员告诉记者，仅从装备层面显然不能完全实现无人化开采，必须从方法论上革新，从工法、规程上改进，以技术创新和制度创新“双轮驱动”推动产业变革。

据了解，今后贵州省科技厅和省能源局将以联合资助、产业基金等方式，对煤炭地下气化、无煤柱开采、“大数据+煤矿”深度融合、智慧供电以及能源领域其他技术研究与应用给予项目支持。贵州省能源局将协调组织有关单位提供应用场景，并申报省级科技计划项目，贵州省科技厅则支持相关项目，统筹关键技术攻关，组织成果应用示范。(经济日报·中国经济网 记者 王新伟 吴秉泽 通讯员 何星辉)