让“中国瑰宝”绽放异彩

——山西焦煤华晋焦煤科技创新数智赋能提升“三率”

“华晋焦精煤”因独特的强黏结性和储量的极其有限性，被称为钢铁“脊梁”、工业 “稀土”，享有 “中国瑰宝”之美誉。但赋存条件复杂，属于煤与瓦斯双突出矿井，与全国稀缺资源一样，存在开采率、入洗率和回收利用率低的问题，这也成为今年全国两会的热点话题之一。近年来，山西焦煤华晋焦煤通过深化“110工法”技术创新、保护性绿色开采提高开采率；100%入洗，数智赋能提高精煤回收率；创新瓦斯治理模式，提高抽采率，且形成“煤—气—电—热清洁”循环产业链，让“中国瑰宝”通过实施保护性开采而大放异彩。

“100%”入洗，数智赋能，提高回收率

4月7日9时，华晋焦煤沙曲选煤厂总工郭世明来到生产调度中心，查看中子活化在线煤质分析系统的数据后放心地一笑：“稳定、合格。”

煤的灰分是洗选煤矿要把控的核心指标，在允许指标范围内，洗精煤灰分越高，相应的回收率也越高。

沙曲选煤厂主要入洗#4煤和#5煤，且为混合后洗选，4年前实施了基于中子活化煤质分析的智能化控制系统，实现了实时采样、破碎、分析和自动调节。

采制样工张学兵告诉记者：“智能化就是好，分析仪可以实时显示灰分数据，不需要每小时人工采制化了。”以前，他每小时得从一楼跑到三楼，站在震动的筛子前，一天24次，铁锹、水桶、头盔、手套、工作服、防砸鞋、防尘口罩等装备一样不能少，每次取样3公斤，制成六七个小样后，再送到化验室等结果。现在，他只需要一个月内取样一两次，与分析仪上的指标比对就可以了。

“不仅减轻了劳动强度，还提高了生产效率呢。”郭世明说。在洗煤的三个环节中，仅重介这一环节的智能化，就让精煤回收率提高0.6%以上。他算了一笔账，以月均洗煤50万吨、精煤回收率提高0.6%算，每月多洗3000吨精煤。按照中煤和精煤差价1500元/吨估算，每月增加收益450万元，一年就是5400万元。这是华晋焦煤洗选智能化的一个缩影。

据不完全统计，2022年，全国炼焦煤入洗率为69.7%，而华晋焦煤的入洗率却高达100%。数智赋能，其重介智能分选系统研发与应用达到国际领先水平，入选中国煤炭工业协会标杆案例，并投运新一代企业数据中心、煤炭产量数据监管平台、工程建设数智监控系统等一大批数字化管控平台。

“110工法”创新，保护性开采，提高开采率

“2018年，我们面临薄煤层难题，有多难？你们无法想象！”华晋焦煤沙曲二矿智能化小组组长程鹏飞绘声绘色地描述：煤层低到平均只有0.8米高，最低处0.5米，工人们在巷道只能裹着护膝蹲着或跪着干活，特别辛苦。为减轻劳动强度，华晋焦煤开始了薄煤层“110工法”技术攻关并取得成功。

“110工法”是指“一个工作面、一条巷道、0个煤柱”的切顶卸压留巷无煤柱开采技术，因降低了劳动强度，实现了无煤柱开采，提高了采矿率，保护了环境，被称为煤炭行业的“第三次革命”。

“#5煤层占公司资源储量的40%以上，但受制于瓦斯威胁、煤层自燃、近距离突出煤层群、顶板破碎等特殊地质条件，实施开采是煤炭界公认的技术难题。”华晋焦煤党委副书记、董事、总经理刘艳红介绍。

“解决难题，还得依靠技术创新。”沙曲二矿党委副书记张广军说。于是，从2021年起，华晋焦煤成立“110工法”技术攻坚小组，展开新一轮的技术创新。

沙曲二矿副总工程师兼生产技术部部长李斌回忆道：“我们攻坚小组与国家重点实验室、中国矿业大学、太原理工大学联合作战、协同发力；每次技术分析推进会都会持续3个小时以上，大家经常围绕一个难题缜密探讨，力求每一个方案都精益求精……最终，通过创新实现近距离煤层顶板‘拉得住’，应用注浆锚索加固顶板确保 ‘护得好’，破碎顶板 ‘切得开’，建立在线实时监测系统和自燃发火防控技术体系，解决煤层自燃‘防得住’，于2022年9月应用于工作面。”

刘艳红自豪地告诉记者：“现在我们的‘110工法’技术创新无论是薄煤层、中厚煤层、厚煤层、极近距离煤层，还是低瓦斯、高瓦斯、突出瓦斯煤层都能采，已形成成套的保护性新绿色开采体系。”

据了解，2019年以来，华晋焦煤5座矿井、27个工作面全部推广“110工法”，万吨掘进率从47.5%降低到33.7%，吨煤成本降低12元，多回收资源170万吨，以2000元/吨计算，多收入34亿余元。其“无煤柱自成巷‘110工法’关键技术及应用”被评为绿色矿山科学技术奖发明一等奖；“极近距离煤层叠加煤柱合理布留及其关联巷道支护体系”研究荣获2023年中国煤炭工业科学技术奖，作为绿色开采优秀案例

在全省推广。

“0”瓦斯超限，清洁循环，提高利用率

“老天爷赐予我们最好的煤炭，却又给了我们最具考验的地质条件。”华晋焦煤总工程师贾永森感慨。

贾永森口中最具考验的地质条件是指华晋焦煤沙曲一号、二号煤矿为煤与瓦斯突出矿井，作为近距离突出煤层群，瓦斯治理难度极大，曾经每年瓦斯超限达到3000次以上，需要一层开采、多层卸压，如同走在“刀尖”上。

为了把“好东西”安全高效地挖出来，华晋焦煤采用瓦斯综合治理五项根本性措施，以“抽掘采五年滚动计划”为依托，应用地面多分支水平井井上下联合抽采、保护层开采+底抽巷定向穿层钻孔群抽采、采动裂缝带定向长钻孔群精准抽采等技术，推动瓦斯差异化区域精准治理，采用“一矿一策、一面一策”精准施策，实现了采前、采中和采后一体化井下区域瓦斯综合抽采，形成了以“井上下联合立体式抽采的三区联动转化”为特色的“瓦斯治理模式”。

治理模式的改变，让华晋焦煤瓦斯积聚超限从2009年的3000次锐减到2012年前后的两次，再至2023年的0次。其中沙曲矿区的“近距离突出煤层群稀缺资源安全开发与利用”项目荣获第四届“中国工业大奖”，“地面多分支水平井井下对接技术”获“煤炭行业科技创新示范工程奖”和中国煤炭协会科技进步一等奖。

同时，华晋焦煤智慧矿山建设同步推进，采煤、掘进、机电、运输、通风等系统全面实行智能化，实现了高突矿井在低瓦斯状态下开采和高、低浓度瓦斯分源抽采与利用，瓦斯抽采率达70%以上，实现了“气—电—热”的瓦斯综合利用模式。

华晋焦煤电力分公司聚焦“双碳”持续优化完善发电装备配置，加大瓦斯发电机组升级改造力度，不断提高瓦斯利用率和发电效率，不仅满足了矿区的生产、生活用电需求，还与国网吕梁供电公司签订协议，将清洁电力输送到属地的千家万户，并用余热取代锅炉，成为厂区、矿区、职工单身公寓区的主要热源。据统计，每年华晋焦煤余热利用项目可减少二氧化碳排放量约2.2万吨，减少标准煤消耗约8000吨，真正实现清洁生产、循环利用、低碳发展，为高质量发展作出贡献。（记者陈秋莲）