急倾斜煤层群智能化开采项目简介

一、场景实施背景

当前，我国的急倾斜煤层群开采主要集中在西南地区，煤层倾角大、层间距小、煤层层数多，开采过程中必然产生重复采动影响；加之矿区地处喀斯特地貌区，煤层浅埋、覆岩岩体破碎，且普遍存在高瓦斯、水害等灾害隐患，多场耦合作用下采场应力反复重构、矿压显现异常剧烈，巷道与工作面围岩控制难度大、安全开采风险突出。随着浅部煤炭资源逐步枯竭，开采向深部延伸，传统开采方式效率低、作业环境差、安全管控难度大，已难以适配当下安全生产与高效生产需求，因此开展急倾斜煤层群重复采动矿压显现规律研究、推进智能化开采技术落地应用，成为矿区实现安全、高效、绿色开采的现实刚需与必然选择。

二、总体方案概述

(一) 场景概述

川煤集团所辖矿区多为急倾斜近距离煤层群，煤层倾角大、层间距小、地质构造复杂、围岩破碎，在重复采动影响下矿压显现呈现非对称、强扰动、高风险特征：工作面覆岩易形成“厂”型弯曲移动结构，顶板周期性破断滑移、片帮严重，支承压力集中且叠加效应显著，巷道围岩呈“顶板下挫、底板隆起、帮部内挤”的非对称大变形，支架易倾倒下滑、飞矸频发，矿压显现剧烈且具有突发性与区域性，严重制约安全高效开采。

为落实安全生产政策、实现减人提效、提升资源开采水平，同时破解复杂地质条件下的开采技术难题，亟需全面推进智能化开采技术应用，依托智能装备、在线监测与远程管控系统，筑牢安全防线、提升生产效能，保障矿井持续稳定发展。川煤集团所辖攀枝花片区、达州片区、宜宾片区、广元片区多对矿井开展了急倾斜煤层群智能化开采，倾角普遍达45°-70°，特别是攀枝花片区31131、斌郎煤矿N-1211、石洞沟煤业公司31113等工作面都在50°以上的煤层群开采，开启了急倾斜煤层群重复采动矿压显现规律及智能化开采的新篇章。

川煤集团所属矿井多赋存急倾斜近距离煤层群，受重复采动影响，采场应力叠加、矿压显现剧烈，易出现顶板滑移、巷道变形、设备失稳等问题。集团需打造适配复杂工况的智能化开采场景，以有效防范安全风险、提升开采效率。

(二) 所属领域类别及具体方向

该项目属于行业领域应用场景，具体方向：矿山安全领域。

(三) 区域范围

川煤集团需重点在华荣能源公司广元片区（石洞沟、代池坝）、达州片区（斌郎煤矿）、攀枝花片区（太平煤矿）开展急倾斜煤层群重复采动矿压显现规律及智能化开采技术研究，这些区域煤层倾角普遍50°–71°、近距离叠置、重复采动扰动强烈，矿压叠加显著、围岩控制难度大、设备易失稳，是集团复杂难采煤层智能化攻关的核心区域。

(四) 实施周期：2026.01-2029.12

关键里程碑：一是理论与规律突破，系统揭示50°–78°急倾斜近距离煤层群重复采动下应力叠加、顶板滑移、巷道大变形的矿压显现机理，形成“三区三带”演化模型与预警判据；二是装备原创引领，研发急倾斜液压支架、防滑防倒“三机”配套装备，攻克78°急倾斜煤层智能化开采技术，实现66°极端条件下日均割煤4刀；三是示范场景落地，建成石洞沟、太平等一批国家级智能化示范工作面，形成俯伪斜开采、微震监测、远程集控为核心的成套技术体系，产能提升1.5倍以上；四是标准与模式输出，牵头制定行业标准，打造可复制的“川煤模式”，技术装备出口“一带一路”国家，成为全球复杂难采煤层智能化开采的技术标杆。

(五) 建设目标

通过室内试验、理论研究、数值分析、现场监测综合方法，揭示急倾斜近距离煤层群重复采动下应力场“定向转移-极限集中”的演化规律。阐明重复采动覆岩“多场叠加-联动滑移”的复合破坏机制。明确层间岩体在重复采动下的“时序性破坏”机理及其控制作用。提出巷道优化布置的卸压开采原则与强力主动支护原则。创新急倾斜煤层走向长壁俯伪斜智能综合机械化采煤法。实现急倾斜智能化综采占川煤煤炭产能的80%以上，推动资源集约高效开采，促进区域经济可持续发展。践行绿色开采理念，减轻采矿活动对地表环境影响。

三、已有工作基础

(一) 牵头实施单位概况：

牵头单位：四川川煤华荣能源有限责任公司现有煤炭生产销售、煤炭洗选、装备制造、矸石电力、矿山救护、培训教育等产业务板块。拥有煤炭资源储量约25.8亿吨，生产矿井20对，其中国家一级安全生产标准化矿井6对，高产高效矿井9对，智能化综采工作面2个，核定生产能力1568万吨/年。

公司坚持把“奉献能源、服务社会”作为使命担当。“十四五”期间，加快智能化综采工作面改造，有序推进智能化矿井建设，机械化开采达到 90%以上，加快建设绿色矿山，煤矸石综合利用率达到50%以上，大力提升技术水平、装备水平和管理水平，全面实现“五零”目标。到2025年，煤炭供应量达到3000万吨，占全省需求40%以上，切实发挥煤炭供应托底功能，为四川经济社会发展做出煤炭工业的不懈努力和积极贡献。

(二) 开展现状

1. 技术现状：一是煤矿高支承压力区随开采水平下降向深部底板定向转移形成集中应力。需要通过相似模拟、数值模拟获得各开采阶段（上、中、下层工作面）的应力集中区域和转移路径、采场支承压力的动态演化规律、老顶的砌体梁结构；二是层间岩体（特别是极近距离薄夹层）在重复采动下从承载到剪切破坏的时序性规律；三是需要优化布置原则，使下层巷道位于上层采空区下山方向的卸压区内，主动规避高应力区，并建立全生命周期监测系统，实时监测巷道应力、离层和变形；四是需要针对急倾斜煤层煤矿智能化开采与安全，发明综合机械化采煤自动控制系统，实现整个综采工作面的综合自动化采煤，减少用工、降低工人劳动强度。

2. 项目现状：急倾斜煤层群重复采动矿压显现规律及智能化开采智能化开采在太平煤矿31111工作面、石洞沟煤矿31111工作面、斌郎N-1211、太平矿31131工作面等多个工作面进行了采动矿压显现规律及智能化开采技术研究，具备开展全面的技术分析和相似模拟分析的条件，拥有一键启动的记忆割煤、自动跟机移架、视频干预等智能化操作系统。培养了一批智能化操作、维护、管理等人才。

四、合作内容及意向对象

合作单位：重庆大学、中煤科工北京天玛公司、四川坤宇沃达智能科技有限公司、川煤嘉华机械公司

合作内容：1.应力场“定向转移-极限集中”演化规律的动态防控技术；2.煤层群层间岩体“时序性破坏”机理的协同控制技术；3.强采动应力环境的软岩巷道“卸压-支护-监测”一体化综合控制技术；4.急倾斜煤层综合机械化采煤自动控制系统技术。

五、需要合作方提供的资源(合作条件)及合作方式

资源：依托地质力学探测与数值建模技术，精准分析急倾斜大采高俯伪斜综采面“支架-围岩”耦合作用关系，为采煤工作面三机设备选型、成套配套优化提供科学技术指导。

合作方式：采取产学研用协同合作模式，在签订合作框架协议的基础上开展项目联合攻关、技术落地与场景应用验证。

六、联系人及邮箱

联系人杨海宾；邮箱：214666573@qq.com。