近期，薄煤层安全开采捷报频传：国内首套等高式采煤设备在神东煤炭集团石圪台煤矿投入试生产，距离工作面400米外即可远程操控，真正实现了无人开采;我国智能化薄煤层综采工作面在神东煤炭集团榆家梁煤矿优质贯通，采用智能化割煤新技术，配备特种机器人代人巡检，设备综合自动化率达95%以上;采高仅0.9-1.1米的工作面在七台河矿业公司新立煤矿投用，成为国内目前采高薄、倾角大、构造复杂的智能化薄煤层综采工作面……

　　受先天条件欠佳、开采难度较大、经济效益偏低等因素影响，薄煤层安全开采是长期困扰行业发展的一大难题。其储量占到全国可采储量的20%以上，产量却只占全国总产量的8%左右。部分煤矿长期“采厚丢薄”，造成煤炭资源浪费，且不利于自身可持续发展，薄煤层的开采意义并不不“薄”。如何做好薄煤层开采的“厚”文章，这是一个亟待解决的现实课题。

　　“家底”可观但安全开采不足

　　按照厚度，地下开采分为薄煤层、中厚煤层及厚煤层。其中薄煤层低于1.3米，在我国85%以上矿区均有分布。

　　“因资源赋存条件好、生产效益高，厚煤层、中厚煤层是优先开采对象。薄煤层多作为配采煤层，不少矿井甚至直接丢弃。但煤炭属于不可再生资源，过去被忽视的薄煤层资源，如今已到不得不采的阶段。”中国矿业大学矿业工程学院教授王方田表示，在中东部产煤区，矿井普遍面临资源枯竭问题，相对好采的资源在减少，向薄煤层延伸成为现实之需。即便是资源较好的西部等地，提前做好技术储备既有必要，还可实现薄煤层开采与灾害防控一体化。

　　对此，枣矿集团滨湖煤矿采煤副总工程师姜辉感触颇深。由于地质条件、市场环境等影响，该矿曾连续多年亏损。正是薄煤层安全开采，为其带来转机。“我们引入薄煤层智能化采煤机组，彻底颠覆传统开采方式，掘进、运输效率均提高30%以上。一个工作面具备年产百万吨能力，同比普通综采工作面，人均工效增幅4倍以上。”

　　中煤科工北京华宇工程有效公司总工程师张安林还称，煤矿在拿资源时不分“厚薄”，同一矿区、不同煤层，前期一样需要勘探费用、资源价款等投入。“采厚丢薄”的做法造成资源浪费，缩短矿井服务年限。“有的薄煤层含有焦煤等稀缺煤种，不开采更是一种浪费。还有矿井存在瓦斯抽采、冲击地压等难题，把薄煤层作为保护层，合理开采可起到减灾防灾作用，有助于其他煤层安全采出。”

　　值得关注的是，薄煤层“家底”可观，实际年产量却只占到8%左右。在中国煤炭工业协会评定的安全矿井中，薄煤层工作面数量、产量分别占到5.92%、1.1%，安全开采水平亟待提升。

　　先天制约带来可靠性、适应性等问题

　　据悉，“先天不足”是制约安全开采的首要因素。“薄煤层大特点就在一个‘薄’字。滨湖煤矿可采煤层厚度平均只有1.3米，地质条件变化大，断层、夹矸等地质构造多，先天条件决定开采难度大。井下空间有限，早前开采方式较为落后，传统综采设备配备也不合理，生产、检修等工作受限，劳动强度大，效率反而不高。”姜辉举例。

　　一位不愿具名的业内人士告诉记者，开采效率偏低，进一步导致企业不愿过多投入，薄煤层在设备研发、技术更新、资金投入等方面远不如中厚煤层、厚煤层，反过来又制约效率提升。“特别是一些国有矿井，对产量、效益考核要求高。自然是多采优质资源，难题就先放一放了。”

　　多位专家表示，为解决先天难题，装备升级是关键，也是难点所在。“井下空间有限，对设备规格尺寸有严格限制。为确保开采效率，对采煤机装机功率要求越来越高。加上薄煤层地质条件复杂，给设备适应性带来考验。”西煤机公司研究院机械研究所所长赵书斐称，基于小尺寸与大功率、高可靠性及高适应性之间的矛盾，设备自身若缺乏保障，大部分时间消耗在检修维护上，智能更无从谈起。

　　赵书斐举例，受薄煤层采高的限制，往往会在机身长宽等方面想办法。薄煤层工作面往往不平整，采煤机机身过长，刚性不足，且容易与其他设备互相干涉。“就像越野车在弯曲起伏的路上行驶，一会上坡一会下坡，适应性是驾驶的前提。”

　　姜辉称，由于缺乏成熟经验，前期只能借鉴中厚煤层、厚煤层智能化装备，再根据薄煤层系统量身定制，摸索解决传统装备功率小、进尺少、效率低等问题。“不同矿井情况各异，薄煤层对装备适应性要求更高。”

　　智能化开采是减人提效的可行路径

　　围绕现状，如何实现应采尽采，向薄煤层要效益?记者了解到，推进智能化开采被视为一条可行路径。

　　姜辉介绍，在综合分析矿井地质条件、系统配套、管理水平等基础上，滨湖煤矿先后配备了3套薄煤层智能化采煤机组，实现对全设备的远程控制，及液压支架自动跟机移架、采煤机记忆截割，真正做到“等高采煤”，资源回收率达到99%，单产水平提高一倍以上。“过去靠人工拼劳动、拼时间，现在全矿井实行‘取消夜班+周末集休’，工作时间短了，效益反倒提升。在此带动下，开采成本降低、资金流也上来了，进一步支撑智能化向洗选、储装运等环节铺开，减少整体生产成本，形成良性循环。”

　　赵书斐称，提升薄煤层效益，离不开智能化方向。“在实现记忆割煤基础上，下一步将朝着更精准、易用的目标发展。比如结合自主三维定位，准确掌握煤层的更多信息，就像在地下做卫星导航数据。”

　　“相比其他煤层，薄煤层智能化装备缺乏可参考的对象，我们结合矿井实际情况进行非常规定制，尽大可能有效利用空间，把设备体积降下来、功率提上去。”赵书斐表示，装备升级是一项系统工程，涉及材料、工艺、设计等方方面面。“比如，目前选用材料已达到业内水准，到了上限之后就要研发更理想的材料，对刚度、强度、抗冲击等均有更高要求。相关产业链共同加强，才能真正提升可靠性、性。”

　　在王方田看来，由于限制条件多、开采难度大，薄煤层对智能化发展的需求也迫切。“按照传统方式采厚丢薄，再回过头来开发薄煤层的难度反而更大。因此，从一开始就要清晰认识、科学规划，找准与薄煤层特殊地质条件相适应的开采模式。”