问题—— 井下采煤推进,既拼资源禀赋,也拼工程组织与风险管控。
唐口煤业6311工作面位于井下960米,煤层平均厚度约9米,可采储量逾百万吨,是矿井稳产增效的重要接续面。
但在推进过程中,工作面需要穿越F14断层:最大落差可达84米、推采影响距离约360米。
若按常规方式“硬闯”,不仅要推采并处理细砂岩约10万吨,降低进尺效率、抬升能耗成本,还可能造成采煤机等关键装备非正常磨损,带来顶板、运输等环节的安全隐患。
原因—— 断层地质条件复杂,是深部开采的高频难题。
断层引起煤岩层位突变,工作面姿态与煤层走向、倾角耦合变化,任何微小误差都会在推进距离放大,形成“测不准、调不稳、对不上”的连锁反应。
与此同时,现代综采工作面体量巨大:设备集群如同在地下运行的“重载列车”,长度百米级、重量万吨级,调整姿态并非简单“抬高或压低”,而是涉及滚筒截割高度、两端极限位置、支架跟机与运输系统协同。
地质不确定性与装备高惯性叠加,使得跨断层作业成为影响效率与安全的关键关口。
影响—— 面对断层,选择决定成本结构,也决定生产节奏。
若采取传统硬推进,一方面会拉长工期、增加人工与材料消耗,另一方面设备故障概率上升,检修停机造成的间接损失更难量化。
更重要的是,工作面接续关系到矿井年度与跨年度的产量组织。
采煤工区测算认为,若能绕开断层并保持煤层连续推采,可有效规避高额设备损伤风险,减少无效工程量投入,同时为2025年、2026年的生产接续提供保障,稳定产能释放节奏。
对策—— 针对复杂构造,唐口煤业制定“提前绕行、精准对接”的处理方案:在迎着工作面推进方向、煤层下方约8米处提前掘进新巷道,相当于预先修建一条“地下绕行通道”,待工作面绕过断层后再与该巷道实现精确贯通。
方案的难点在于“对接精度”——工作面需要在有限空间内完成姿态调整,以合适的“俯角”平稳下坡,既不能角度过大导致设备冲击,也不能角度过小造成接口偏差。
为实现可控对接,技术团队采用“现场测量+系统规划”的协同方式:在新巷道预埋直径约2厘米的锚索线作为定位“探针”,再对工作面的采高、倾斜度及底板坡度等关键参数进行连续测算,将结果输入智能规划割煤系统,形成可执行的规划截割指令。
与传统“记忆截割”相比,规划截割可将滚筒高度、两端极限位置等参数程序化下发,实现更稳定的远程控制与姿态纠偏。
团队将每日测得的姿态数据与地质误差进行综合校核,像精密计算轨迹一样反复推演次日推进的角度与高度控制窗口。
由于角度误差会随推进距离放大,哪怕偏差1度,在几十米外也可能造成米级高度差,直接影响最后的定位与贯通成功率。
在连续28天的跟踪测算与动态修正后,团队在庞大的工作面空间内成功锁定“探针”,关键贯通节点取得突破,标志着“绕断层—下坡—对接”的核心工序基本完成。
实践表明,将现场经验、精细测量与智能系统深度融合,能够在复杂地质条件下把不确定性“压缩”到可控范围内,实现效率与安全的兼顾。
前景—— 唐口煤业是国内在同一工广内布置主、副、风三个超千米立井的矿井之一,投产20年来不断推进技术升级。
2023年入选首批国家智能化示范煤矿后,“智慧化”从单点装备升级转向系统能力建设:以数据驱动的规划截割、以协同控制为核心的生产组织、以风险预控为导向的安全管理正在形成合力。
此次断层绕行与精准对接的实践,为类似复杂构造条件下的工作面设计、掘采衔接与设备参数管理提供了可复制的思路,也为深部矿井稳定接续、降低无效工程量、提升本质安全水平打开了空间。
随着更多地质数据积累与算法迭代,未来在“少人化、精控化、连续化”方向仍有提升潜力。
在能源安全上升为国家战略的今天,这场地下960米的"毫米级 precision之战"具有深远启示。
它既展现了当代产业工人"把论文写在井下"的实干精神,更凸显了传统能源行业通过"硬科技+软智能"实现转型升级的可行路径。
当更多"王世贤们"在攻坚一线绽放青春,中国能源产业的深度变革正积蓄着澎湃动能。