深井之下的精准对接——山东能源唐口煤业突破复杂地质采煤难题纪实

问题—— 位于井下960米的6311采煤工作面,煤层条件较好、可采储量充足,但推进过程中遇到F14断层阻碍。该断层最大落差84米,影响推采距离约360米。若按传统方式直接穿越断层带,需要处理大量细砂岩,掘进与割煤效率会明显下降,还可能对采煤设备造成冲击性损伤,增加安全风险与成本投入。对矿井而言,这不仅影响当前产量,也关系到后续采区接续的稳定性。 原因—— 断层区地质构造复杂,煤岩界面变化快、姿态不稳定,工作面推进好比“地下列车”受限空间内行进:设备体量大、惯性强、调整空间小。角度控制一旦出现偏差,轻则导致工作面与巷道衔接不顺、反复返工,重则引发设备碰撞、顶板管理难度加大等风险。此外,矿井向深部延伸后地应力增大、地质不确定性上升,单靠经验式“记忆截割”和现场临时判断,难以符合高精度避险与连续生产需要。 影响—— 一上,硬闯断层带会显著提高设备损耗与停机检修概率,削弱生产组织的连续性;大量无效割岩还会稀释有效产出、抬高单位成本。另一方面,断层处理不当可能带来安全隐患,增加人员在复杂地质环境中的暴露时间。更关键的是,矿井生产具有强接续性:一个工作面受阻,可能影响后续多个采区的接替节奏,牵动年度甚至跨年度稳产目标。对投产20年的唐口煤业而言,如何在深部复杂条件下实现“稳、准、快”,成为智能化转型必须回答的现实课题。 对策—— 面对断层难题,唐口煤业采用“绕行+精准对接”方案:在工作面下方8米处提前掘进新巷,相当于为“地下列车”预先修一条绕行通道,避开断层最不利区域;随后通过精准控制工作面姿态,使其绕过地质构造后与新巷实现顺畅衔接。 为保证对接精度,技术团队在新巷内预埋直径约2厘米的锚索线作为“探针”,用于最终贯通校核;同时建立“测量—计算—下发—修正”的闭环机制:每日对采高、倾角、坡度等关键数据进行测算,将结果上传至智能规划割煤系统,通过规划截割对滚筒高度与两端极限位置进行程序化下发与远程控制。与传统记忆截割相比,规划截割将“怎么割、割到哪、以什么姿态割”转化为可计算、可复核、可追溯的参数指令,减少人为随意性,提高对复杂地质误差的抵御能力。 实施过程中,角度控制是成败关键。团队依据测量姿态与地质误差,持续迭代次日割煤“导航指令”,以接近最优的曲线引导工作面平稳下行。实践表明,即便1度误差,远距离累计也可能带来米级偏差,显著增加贯通难度。经过28天反复核算与动态修正,现场最终成功找到“探针”,标志着贯通对接进入关键阶段,工作面实现精准“降落”并汇入下方巷道通道。 前景—— 作为国家智能化示范煤矿之一,唐口煤业的智能化建设正从单点装备升级走向系统协同:以数据驱动的规划截割提升精度,以远程控制降低人员暴露,以算法与人工复核叠加提升可靠性。该案例表明,在深部矿井复杂构造条件下,“智能系统+工程组织+技术人才”能够形成合力,将原本高风险、低效率的难题转化为可管理、可预期的生产过程。随着智能化采煤、地质预测与精准测量等技术更融合,断层绕避、巷道对接与姿态控制将更具通用性,为提升煤矿本质安全水平与稳产保供能力提供更扎实的技术支撑。对企业而言,这不仅是一次技术攻关,也是对未来两年乃至更长周期生产接续的提前安排。

从百年前的手镐刨煤到今天的智能导航开采,中国煤炭工业的转型升级正在千米井下推进。这支平均年龄31岁的技术团队证明,传统产业的数字化转型既需要“智慧大脑”,也离不开扎根一线的“工匠精神”。当更多青年才俊把论文写在祖国大地深处,“能源饭碗牢牢端在自己手里”的战略部署将获得更坚实的技术支撑。