随着煤矿开采深度不断向千米以下延伸,高地温、高地压、复杂地质条件等挑战日益凸显,如何实现安全高效生产已成为煤炭行业面临的关键课题。科学技术作为第一生产力,缺乏先进理念与现代化技术装备的支撑,在深井极端地质条件下建设大型现代化矿井无异于纸上谈兵。为此,阜阳矿业以智能化矿井建设为引领,全面启动创新驱动转型实践,坚定走“向‘新’而行、向‘智’而进、向‘绿’而谋”的发展道路,积极探索深井开采的新模式与新方案。
科技破局,从“卡脖子”到“国际领先”的深井攻坚之路
自2007年建井伊始,阜阳矿业便将科技创新融入矿井建设全流程,直面千米深井的极端工况挑战。在建井阶段,面对737米超深冻结这一世界性技术难题,矿井首次引入滑模施工工艺,实现井筒内壁无缝对接,该项创新荣获2009年国家科学技术进步奖二等奖,成功破解深井建井的核心瓶颈。

进入井巷施工阶段,高应力、强采动、大变形等复杂地质条件使常规支护技术难以应对。阜阳矿业坚持自主创新与加强产学研合作,首创锚架充“三位一体”复合支护方式,从根本上攻克千米深井软岩安全支护难题,该技术荣获中国煤炭工业科学技术进步一等奖。在此基础上,矿井总结出地压治理“四大转变”理念,推动治理模式从被动应对转向主动防控,巷道失修率降至3%以下,严重失修率仅为1.6%,维护质量跃居行业前列。
2025年,国家“十三五”重点研发项目“煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术”通过中国煤炭工业协会专家组验收,被鉴定为国际领先水平,为构建感知矿山奠定了技术基础。近年来,矿井还探索形成“探、治、护、卸、支、检、监”深部软岩矿压综合治理“七字诀”,获实用新型专利一项,其治理经验已在全国推广,成为深井支护的样板矿井。
通过科技创新,矿井巷道修护人员从开采初期近4000人减至目前约300人,人力成本大幅下降;自2023年起,一般工伤发生率下降92.9%,“三违”行为减少44%;商品煤成本从580元/吨降至440元/吨,新增产值约17.6亿元,在行业竞争中建立起明显的成本与效益优势。早在2012年试生产时,阜阳矿业就因智能化建设成效被中央媒体誉为“中国第一对智能化大型矿井”。
智能管控,从“人海战术”到“远程集控”的生产质效跃升
智能化矿井的核心在于构建全流程一体化的远程管控体系。在阜阳矿业行政楼一楼的集控中心,24块高清大屏组成的“智慧大脑”实现对工作面设备、煤流系统、人员定位等关键环节的实时监测,管理人员可通过载波电话与井下直接通信,下达远程集控指令。该中心已成为矿井的技术支持中枢、生产指挥核心与决策支持平台,代表国内煤炭行业自动化建设的领先水平。
为打通智能化生产“最后一公里”,阜阳矿业建成覆盖供配电、压风管网、煤流运输等9个井下自动化子系统,消除生产流程中的“自动化断点”,实现全矿井远程集中控制。目前,矿井已建成140506、140505、111104等智能化采煤工作面及1111采区轨道大巷等智能化掘进工作面,19个车间硐室实现远程集控和无人值守,建成“运行一大脑、矿区一张网、数据一片云、资源一视图、生产一平台”的整体布局,形成覆盖安全生产、经营管理、人才建设、组织党建及园区生活服务等各个环节的煤矿综合生态圈,矿井各领域综合赋能效果显著。

在矿井开采向智能化、高效化转型的关键阶段,井下掘进工作面的技术装备升级成为提升生产效能的核心突破口。在井下掘进工作面,快速掘进作业线采用“综掘机+自移机尾+单轨吊+液压锚杆锚索钻车+铲车”的先进模式,实现智能化支护、操作与全程管控,配套自动化物料充填技术及输送系统,全面实现机械化作业。2020年9月23日,7米大采高综采成套设备在140502工作面成功投用,为两淮地区智能高效开采树立新标杆。通过万兆工业以太环网实现数据实时传输,“一键式”启停模式将工作面操作人员从14人减至5人,产能实现翻倍。
目前,矿井智能化采煤工作面采煤机自动截割率、跟机率达100%,回采工效同比提升26%;掘进单进水平从120米/月提升至160米/月,效率增幅达33.3%;通过精确定位、视频监控、传感器技术、道岔控制技术等先进手段,智能辅助运输系统构建起“快速运输圈”,实现生产效率的质的飞跃。
绿色和谐,从“黑色印象”到“花园矿区”的生态幸福蝶变
步入阜阳矿业矿区,绿树成荫、草坪如茵,高耸的井塔与30万吨封闭式储煤仓融入生态景致,构成独特的工业风景线,彻底颠覆传统煤矿的刻板印象。矿井已建成天然生态植物园式工业生态矿井架构,绿化面积达18.5万平方米,种植乔灌木140万株、小灌木74.2万株、球类植物1.14万株、竹类植物3.76万株、宿根花卉40万株,真正实现“矿在园中、路在林中、人在绿中”的花园式矿区目标。

在环保治理方面,矿井建成日处理规模1.6万立方米的高科技污水处理厂,通过复合工艺使矿井水达到生活用水标准;选煤厂采用闭式循环系统实现废水零排放;生活污水经生物处理后达标排放,成为皖北区域生态建设的亮眼名片。为响应“双碳”战略,矿井创新实施乏风余热利用工程,替代传统燃煤蒸汽锅炉,每年减少燃煤量13512吨,削减烟尘排放422.9吨、二氧化硫53.90吨,实现经济与生态效益双赢。
在职工福祉方面,矿井建设7栋504套“一室一厅”安居房,为职工打造了温馨舒适的居住港湾。并通过实施扶危济困、全员体检、大病医疗、金秋助学等举措,深入推进关爱工程,筑牢职工幸福基石。完善多功能文化活动中心,增设棋牌室、健身室、乒乓球室、灯光篮球场等设施;打造高规格“科技图书馆”,并配备电子阅读区与学术研讨室,为职工提供学习提升平台,推动智能化建设与职工幸福生活同频共振。矿长王多浩表示:“我们要让煤矿不仅是煤炭生产基地,更是职工的幸福乐土、天然‘氧吧’。”
从机械化、信息化到智能化,从传统矿井到绿色智慧矿山,阜阳矿业以科技创新为引擎、以绿色发展为底色、以职工幸福为目标,不仅为千米深井智能开采提供可复制、可推广的实践方案,更践行了“新质生产力”发展观与“绿水青山就是金山银山”的生态理念。
目前,阜阳矿业已打造“煤炭行业技能大师工作室”“安徽省劳模创新工作室”等6个科技创新特色“品牌方阵”,通过揭榜挂帅、“双创”奖励等机制激活创新内生动力,实现煤矿由劳动密集型向技术密集型转变。未来,矿井将融入高精度导航定位、5G通信、GIS“一张图”管理等前沿技术,全力迈向“透明化”智能开采新阶段,持续为推进公司高质量发展贡献“阜矿智慧”与“阜矿方案”。