西部煤矿建井探索“无人化”新路径:以智能化改造破解安全与工期双重难题

问题——随着能源结构调整加速,煤炭行业减排压力下仍需保障电力供应稳定。这个矛盾在矿井建设环节尤为突出:新井建设周期长、劳动强度大、风险高、粉尘污染严重,成为制约安全与效率的关键瓶颈。西部矿区虽拥有优质煤炭资源,但建井过程中常需穿越断层、富水带和高瓦斯区。传统施工方法依赖人工经验,流程繁琐、协同困难,安全管控和施工效率长期面临挑战。 原因——首先,地质条件复杂且自然灾害风险高。西部部分矿区地质构造破碎,含水层与断裂带交错分布,建井阶段易发生涌水、冒顶、瓦斯异常等问题。其次,传统建井工艺效率低下。钻爆法或分段支护等方式需频繁转换工序,人工反复确认导致效率受限,工人长期暴露于高风险环境。此外,数据管理粗放。地质、涌水、瓦斯等参数缺乏统一采集与共享机制,同类风险在不同工地重复出现,难以提前预警,管理依赖经验而非数据支撑。 影响——建井是矿井全生命周期的起点,其安全、工期直接影响后续生产与能效。若继续依赖高强度人工作业,不仅事故风险难以下降,还会推高成本、延迟投产,进而影响产能释放与保供能力。同时,高粉尘、高能耗的作业方式与绿色低碳要求不符,制约行业高质量发展。 对策——近年来,西部矿区加快探索“少人化、无人化、远程化”的智能化建井路径。技术团队提出将智能化技术前移至建井阶段,构建“感知—传输—计算—调度—执行”协同体系:通过实时地质探测生成数据,利用工业环网实现信息上载,井下边缘节点快速决策,地面平台统一调度掘进、支护、运输等设备联动作业,推动建井从“经验驱动”转向“数据驱动”。 工法层面取得两项突破:一是斜井敞开式全断面智能掘进,整合探测、掘进、支护等环节,实现工序并联与自动控制,减少人员暴露风险,提高工效;二是竖井“一钻完井”智能钻井,优化钻具组合与连续钻进工艺,降低卡钻、喷孔风险,减少粉尘暴露与人力需求,逐步向地面集中控制过渡。 工程示范上,西部可可盖煤矿集成应用两套工法,针对斜井大倾角、富水断层及竖井深部硬岩等复杂条件,通过实时地质更新与远程协同,实现工期压缩、进尺提升与安全稳定。示范表明,智能化建井不仅是设备升级,更是组织方式变革:数据贯通促进跨工序协同,远程控制减少高风险岗位,标准化作业降低人为失误。 推广智能化建井需从三方面发力:一是制定通用规范与评价体系,明确数据接口、装备能力等标准;二是攻关关键装备技术,提升复杂地质适应性;三是建立地质与灾害参数数据库,实现数据共享与工艺复用,提升跨项目复制能力。 前景——在能源保供与绿色转型并行的背景下,煤炭行业正将清洁高效利用的着力点从生产端延伸至建设端。智能化建井有望提升本质安全水平,优化工期与成本,支撑先进产能释放。更重要的是,它将推动行业从“人控风险”转向“数据治险”,从单点升级迈向系统能力提升,为资源型地区高质量发展提供新动能。

智能化建井技术的成功实践,标志着煤炭行业向高质量发展迈出关键一步。随着技术标准完善与行业协同加强,未来新井建设将成为绿色转型的示范工程,为能源安全与低碳发展提供支撑。此探索不仅为传统行业转型提供范本,也为全球资源型地区可持续发展贡献了中国智慧。