川煤集团依靠科技创新解决安全难题（图3幅）
集团效益显著提升：2011年至2017年，机采率由75.16%提高到89.04%，综采率由71.1%提高到85.98%
■杨涛 周煜
川煤集团煤层赋存条件复杂，大倾角和急倾斜、薄和极薄煤层所占比重大，大多数矿井属于高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井，瓦斯灾害大，煤层透气性差，煤层自然发火严重。恶劣的地质条件严重制约着企业发展。近年来，该集团以科技创新为驱动，构建“三级”技术创新体系，在国家级技术中心的基础上，先后创建了全国煤炭行业复杂难采煤层机械化开采工程中心、国家级博士后工作站、省级院士工作站等多个科技创新平台，在复杂煤层机械化开采、科技治灾和循环经济领域开展了一系列科技攻关，突破了制约企业发展的重大技术瓶颈，取得了较多高水平的科技成果。近3年，仅集团技术中心就牵头攻关科技项目46项，完成18项，获省部级奖励共10项。这些成果有效解决了集团在生产、安全等方面的重大技术难题，取得了显著的经济和社会效益。
在瓦斯灾害治理方面，川煤集团通过“煤岩体水力压裂增透抽采瓦斯区域防突技术与装备研究”和“高压振荡射流割缝提高低透气性煤层瓦斯抽采率技术及设备集成研究”两个项目的科技攻关，形成了一套区域与局部相结合的瓦斯增透抽采技术和成套装备。科技成果先后在该集团广能公司、达竹公司、攀煤公司和芙蓉公司所属矿井进行了推广应用，通过该技术的应用，矿井的平均瓦斯抽采浓度提高了2.04倍，平均瓦斯流量提高了20.1%，钻孔工程量减少了35%以上，瓦斯抽采达标时间平均缩短了25%，显著提高了矿井的瓦斯抽采效率、抽采浓度，缩短了瓦斯抽采达标时间，使得煤层突出危险性敏感指标大幅度下降，瓦斯超限显著减少，有效缓解了瓦斯抽采与掘进接替的压力。每年可直接节约钻孔工程费及掘进成本费用2000多万元，取得了良好的经济效益，确保了矿井的安全生产。
在煤层自然发火方面，川煤集团充分发挥产学研相结合的优势，借脑借智，先后与西安科技大学、沈阳煤科院合作，主要针对集团芙蓉矿区煤层自然发火的防治进行科技攻关和现场技术服务，取得了“矿井煤层自然发火标志性气体研究”和“液态二氧化碳直接灌注防灭火技术研究”两项科技成果，并且通过“川南矿区防灭火技术研究院”的防灭火专项服务，有效掌握了芙蓉矿区煤层自然发火规律，形成了一套煤层自燃预测预报及防治技术体系，确保了芙蓉矿区2016年度未发生自然发火封闭工作面，保障了芙蓉公司矿井的安全生产。
川煤集团所属矿井大部分属于煤层极薄、倾角变化大、瓦斯等灾害重的复杂难采地质条件矿井，发展机械化采煤困难重重。近年来，该集团坚持发展具有川煤自身特色的综合机械化采煤技术，坚持以自主创新为主，联合科研院所，通过多年的持续攻关，形成了川煤集团具有自主知识产权的多元化综采技术方案。大倾角煤层综采技术、急倾斜和薄煤层综合机械化开采技术实现了保护层综合机械化开采,实施了煤（岩）与瓦斯共采，不仅提高了机械化水平和安全保障度，还大大降低了人力成本。
该集团通过“破碎顶板近距离薄煤层群综合机械化开采技术研究”等项目的科技攻关，完善了薄煤层和大倾角煤层综采技术及设备成套技术体系。科技成果先后在叙永煤矿、攀煤公司、广能公司进行了推广应用。仅在叙永煤矿的近距离薄煤层开采中，年产量由高档采面时的6.446万吨提高到21万吨，综合机械化开采产量比高档普采提高225%，该工作面年增净利润1071万元。
在沿空护巷技术方面，川煤集团通过“不同类型巷道围岩支护松动圈测定及应用研究”项目，对川煤集团下属26对矿井75条回采巷道、21条非回采巷道围岩松动圈进行了现场测试和计算机数值模拟研究，综合分析了测试巷道的围岩性质及破坏特征；再根据大松动圈支护理论、高预紧力锚杆（索）作用机理及非对称支护技术，针对集团下属矿井不同断面类型的巷道提出了大松动圈围岩支护参数，对新掘回采巷道的断面形状、支护参数及掘进方式等提出了技术要求。该成果应用后，巷道的支护效果明显改观，巷道变形得到可靠控制，巷道顶板更加安全，也为巷道后期沿空留巷创造了有利条件。不仅提高了矿井生产效率，也取得了明显的经济效益。
为了进一步研究复杂地质条件下的沿空护巷技术和软岩支护等技术难题，川煤集团联合何满潮院士成功申报了四川省院士（专家）工作站，并成功引进切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术（“110”工法）。该项技术在集团多个矿井的坚硬顶板、松软顶板、近距离煤层、高瓦斯及严重发火煤层等不同条件的工作面应用，形成了相应的技术体系。2010年以来，川煤集团已累计使用切顶卸压技术成巷6.995万米，直接经济效益1.6亿元。
在地质保障及安全信息化方面，川煤集团通过“采掘工作面超前多场联合探测技术及突水灾害源预报研究”、“掘进防突动态管理系统应用研究”、“安全风险GIS集成智能管控系统的研发及应用”和“瓦斯地质多源信息动态管理平台研发与应用”等多个项目的科技攻关，形成了一套地质保障及安全生产信息化管理体系。实现了矿井数据采集、生产调度、决策指挥的信息化和科学化，为矿井安全生产、有效预防与及时处理各种突发事故和自然灾害提供了有效手段及信息传输平台，为数字化高产高效矿井建设奠定了基础。
通过科技创新，集团安全生产水平显著提升。2011年至2017年，整个集团机采率由75.16%提高到89.04%，综采率由71.1%提高到85.98%，采掘工作面个数减少了37.11%，采掘从业人员从2011年的14329人，减少到2016年的10429人，平均单产由2012年13.11万吨/面·年，最高提到了2015年的25.5万吨/面·年，煤炭产量整体趋势逐步提升，生产效率大幅提高。同时，安全保障明显提升，原煤百万吨死亡率由1.22下降到0.68，各类事故明显减少，矿井治灾成本大幅降低。
科技创新之路永无止境。在当前煤炭行业深化改革、转型发展的大潮中，川煤集团将继续推动科技扭亏、治灾扭亏，依靠科技进步，加压创新驱动，全面助力企业扭亏增盈，实现川煤安全发展和可持续发展。
图1：川煤集团达竹煤电公司小河嘴煤矿科技人员开展技术攻关。
图2：川煤集团建成的小河嘴煤矿低浓度瓦斯发电站。
图3：川煤集团达竹煤电公司金刚煤矿大倾角薄煤层综采工作面现场。
