绿色矿山 | 建设世界领先的清洁煤炭生产商

　　——国家能源集团大柳塔煤矿创建绿色矿山纪实

　　◎ 首席记者 王琼杰

　　11月3日，国家能源集团大柳塔煤矿52507智能掘进工作面地面分控中心经过安装调式，成功实现了对工作面智能连采机、配电点设备、运输胶带机的远程控制。这一国内首个智能掘进工作面地面分控中心的正式投入使用，不仅为大柳塔煤矿的绿色矿山建设赋予了更多的科技内涵，也为国内同行业智能化建设提供了示范，

　　守护矿山“绿”底色，坚持发展高质量。作为世界上最大的井工煤矿和神东矿区千万吨矿井的践行者、先行者，大柳塔煤矿曾以“生产规模化，技术现代化，队伍专业化，管理信息化”优势，先后多次创造国内外行业新纪录和世界第一，开创了中国煤炭工业的新纪元，被誉为神东千万吨矿井群的“孵化器”。 2018年以来，大柳塔煤矿树立“绿水青山就是金山银山”发展理念，聚焦绿色、创新、协调，以及“建设世界领先的清洁煤炭生产商”发展目标，全面推进绿色矿山建设，在国内同行业中的绿色矿山建设中再次树起了典范。

　　智能化让煤炭开发更安全高效

　　煤炭行业作为一个高危行业，智能化建设尤为迫切与重要。煤矿通过远程控制，各系统设备操控将由井下转移到地面，日常生产将主要依靠智能操控中心、智能技术支持中心和智能运维队伍协作完成，实现煤矿由“高危生产”向“本质安全”转变、由“规模产量”向“质量效益”转变、由“劳动密集”向“技术创新”转变、由“传统开采”向“智能开采”转变，从而实现煤炭行业的高质量发展。大柳塔煤矿深刻认识到，煤矿智能化是绿色矿山建设的重中之重。智能化建设不仅有利于提高生产效率、实现精准勘探，实现煤炭的绿色安全高效开发，还能够延伸煤炭企业产业链，打造煤矿智能装备和煤矿机器人研发制造等新产业。

　　该矿成立了由矿长任组长的科技创新和智能化工作小组，下设采掘、机电、“一通三防”、管理提升四个专业组，每组各确定一名专人负责科技创新、群众创新创效、智能化建设及亮点工程等相关工作。该矿通过多年来的持续科技创新和智能化建设，已建成了区域中央自动化控制系统，控制范围达621.8平方公里，综合自动化系统涵盖了大柳塔、补连塔、上湾、哈拉沟和石圪台5座煤矿，形成了亿吨级的生产控制平台，实现了各生产系统的集中显示、数据监测存储、远程控制、智能报警、智能分析等功能，集中体现了矿井管理的信息化、自动化和智能化。在信息网络智能化建设方面，他们搭建了万兆骨干生产控制专网，井下4G网络全覆盖，5G网络在52506运顺掘进工作面成功试用。

大柳塔煤矿联建楼

　　“我们在智能化建设方面取得了多项国内领先成果，建成了区域煤矿集中控制系统、一体化矿图管理平台、车辆防跑车失速保护系统；2020年初步建成了52604厚煤层智能综采工作面，厚煤层自动化工作面实现了系统集控、煤机自动化割煤和液压支架跟机自动化；主运输全系统实现智能调速，应用钢丝绳牵引胶带机智能巡检机器人技术，50%主运胶带机实现无人值守；引进了管路抓举车、电缆收放车、钻孔车、掏槽机等智能装备；引进了变电所、水泵房、胶带机巡检机器人和智能喷浆机器人，代替工人作业，降低员工劳动强度。”该矿负责人如数家珍地说。

　　与此同时，该矿还探索连采机远程控制掘进技术和智能辅助驾驶技术，取得了阶段性进展。他们通过对连采机电控系统改造，增设“大脑”PLC控制箱，实现煤机信息与集控中心通信，采用“惯性导航技术”、多种传感器、音视频、负载敏感和5G传输等技术实现煤机信息感知代替司机视觉、听觉、触觉等信息，使设备具有状态记录、远程控制、视频监控、故障预判等功能，实现了视频监控、远程控制、自动截割、人工干预相结合的生产模式。同时，该矿试用了两臂组合式智能锚杆钻车。

　　“我们还实施了智能辅助驾驶技术。通过加装雷达、摄像机等设备，自主感知识别车辆50米范围内人、车及障碍物，能够在司机误操作或无法操作制动踏板的情况下，主动报警、减速、制动，保护井下人员、司机及车辆安全。”该矿负责人介绍说，这一系统具有驾驶员疲劳监测功能，能对驾驶人员的行为进行实时监控，提前对危险驾驶行为进行警告，从而有效提升车辆驾驶安全；智能限速识别功能，可以有效规范井下道路驾驶行为，从技术上杜绝超速驾驶行为。

　　内涵式发展促资源吃干榨净

　　坚持走以资源高效利用为核心的内涵式发展之路，是煤炭行业高质量的根本要求，也是煤矿绿色矿山建设的应有之义。

　　近年来，大柳塔煤矿（大柳塔井和活鸡兔井）在资源开采方面，坚持“应采必采”，最大限度地把宝贵有限的资源开发利用起来。大柳塔井52605综采面工作面宽305.4米，推进长度4299米，设计采高4.5米。该工作面从52606切眼开始，采用沿空留巷回采工艺，将运输顺槽采用柔模混凝土沿空留巷方法护留下来，作为52606工作面的回风顺槽，留巷长度为4000米，可多回收煤量30万吨。为解决活鸡兔井周边22煤小窑越界开采导致下分层综放大断面切眼在上分层综采采空区下掘进的难题，他们开展特厚煤层分层开采下分层大断面切眼在极近层间距综采采空区下掘进新技术新工艺，研究了适当卧底掘进增加层间距、顶板预注马丽散、架钢棚等联合支护新技术，提出了掘锚机超前掘进、连采机滞后扩帮掘进新工艺，确保了复杂条件下大断面切眼的安全顺利掘进。该项新技术已在12煤复合区下203、205工作面切眼成功应用，保证了矿井安全生产和正常接续，解决了该井12煤复合区四个综放面的回采难题，可回收煤炭资源1210万吨，创造利润36.3亿元。2021年，他们计划在12下207、209工作面切眼继续推广应用。

防爆电动无轨胶轮人员运输车

　　与此同时，他们还针对活鸡兔井12煤复合区北翼平均煤厚10米，12下201综放面局部区域受火烧地质构造影响，将下分层综放工作面需布置“刀把”型工作面，多回收煤炭资源98万吨，多创造利润2.9亿元。此外，结合搬家倒面实际回撤需求，他们提出了“回撤通道采用2条辅巷以及顺槽局部采用双巷加3条联巷”的设计并研究制定了相应的回撤工艺，提前落实了注马丽散打锚索等加强支护措施，实现了安全优质快速高效缩面作业。该技术在我国煤炭行业同等地质条件下属于首创。

　　在最大限度把井下煤炭资源安全高效开采出来基础上，大柳塔煤矿还特别加强固废处置与综合利用工作，矸石处置率达100%。2020年，大柳塔煤矿洗选矸石产生量为429.1万吨，通过资源化利用与填沟造地的方式进行了处置利用。

　　“我们与地方制砖厂合作烧制岩石砖，年可利用矸25.7万吨；通过边排边治、分层覆土、推平碾压来填沟造地，将天然沟壑填平，复垦绿化，使矸石场变为绿地和良田，还地于地方政府和村民，年处置矸石约399.7万吨。”该矿负责人介绍，“我们还实行井下煤矸置换工艺，创新了井下‘分层开拓、无盘区划分、全煤巷布置、立交巷道平交化’的无岩巷布置技术，减少井下生产过程中掘进矸石的产生。产生的矸石，则利用废弃巷道或专门掘排矸硐室直接排矸进行煤矸置换，实现掘矸不升。2020年井下排矸巷总计排放3.7万吨。”

大柳塔煤矿调度指挥中心大厅

　　在废水处置与综合利用方面，大柳塔煤矿根据规模化生产与专业化服务的特点，形成矿井水“三级处理、三类循环、三种利用”的模式与技术。以井下采空区过滤净化系统、污水处理厂、矿井水深度处理厂为三级处理系统，污水实现了分质分类处理与利用，提高了废水资源利用率，节约了净水资源。2020年，大柳塔煤矿共计产生污水1942万吨，经过采空区过滤净化系统过滤后井下直接复用水约1148万吨，经过污水处理厂处理后总利用量324.1万吨，其中为大柳塔洗煤厂提供生产用水29.4万吨，井下生产复用水供应284.1万吨，生活用水、农田灌溉、地面绿化用水10.6万吨。利用率为75.8%，处理后排放量470万吨。

　　节能减排使矿山更生态环保

　　为了达到节能减排的目的，大柳塔煤矿积极引进先进的技术和智能装备。该矿的综采泵站实现了变频恒压供液，转载机、刮板机实现了变频驱动、按需调速，主运输系统实现变频控制、智能调速，供水系统实现变频恒压供水，排水系统实现自动排水，回风大巷实现风泵排水。同时，他们借助数据监测、开机率统计等手段，严格控制掘进小皮带空转时间。2020年全矿实际吨煤能耗0.79千克标准煤/吨，比计划下降0.057千克标准煤/吨，节电5.5%。该矿大井52605切眼掘进工作面投入使用了首套360度可调带式输送机转弯装置，改变了以往矿井皮带只能拉直线，拐弯处需新设胶带机的历史，实现了减员增效、提升开机率、降低能耗的目的。他们使用矿用开槽机可横向全方位截割沟槽，满足不同断面掏槽作业，替代了传统人工掏槽工艺，操作方便，降低了工人劳动强度，提高了作业效率。

大柳塔煤矿员工积极参与“6.5”世界环境日活动

        他们还引进了电瓶车83台，减少了井下尾气排放，有效改善井下空气质量。在辅助运输方面，他们使用WLR-19型防爆电动无轨胶轮人员运输车。“此车是航天重型工程装备有限公司以解决防爆柴油机无轨胶轮人员运输车辆‘三高一低’问题为切入点而研制的，综合考虑和采用清洁能源、专业化总体设计和智能设计、用户运营成本、电池续航里程、均衡放电控制等难点，掌握动力设计、防爆设计、整车轻量化、整车优化等关键技术点，保证用户达到运营高效、绿色环保、安全经济的目标。”该矿负责人介绍，车辆日常作业续航里程可达90公里，与传统的柴油防爆车相比，具有动力充足、单班运行续航里程长、噪音低、零排放、驾驶操作简单方便等特点，百公里电耗费用仅为29.4元，相比柴油防爆车百公里油耗234元相比，每百公里就可节省费用204.6元。

　　为了从源头上控制煤尘污染，他们不仅对井下采掘工作面产生煤尘地点采取负压通风降尘，除给员工配备高质量的防护用品外，还采用干（湿）式除尘风机、喷雾与水幕措施降低煤尘，确保井下环境清洁，保障员工健康与安全。对地面原煤仓、皮带栈桥、产品仓、装车塔等储装运环节，则进行全封闭，实现矿区采煤不见煤。对装车煤炭，则喷洒封尘固化剂，降低铁路沿线煤尘污染，每年可减少煤炭风损60万吨，实现运煤不扬尘。

　　与此同时，他们还投资1600万元，实施了大柳塔煤矿白家渠风井回风源热泵项目，解决了进风井井口防冻的供热问题，节省了原煤消耗，降低运行费用，达到了节能减排的目的。该工程项目替换了3台8吨冬季热风锅炉，年节约煤炭3600吨，年节约费用160万元。

　　“绿色矿山建设是矿井高质量发展中一项重要的系统工程，大柳塔煤矿将按照集团公司战略部署和‘建设世界领先的清洁煤炭生产商’发展目标，不断推进绿色矿山建设，为建设成协同发展的现代化矿区作出更大贡献。”该矿负责人表示。