科创中国

成果简介：无人工作面煤与瓦斯共采技术是以中国矿业大学多年研究形成的薄煤层无人工作面和煤与瓦斯共采技术理论为基础，并结合现场高瓦斯近距离煤层群条件下薄煤层保护层开采，建立起来的难采薄煤层保护层的安全高效开采技术。该技术在安全监测预警系统的保护下，通过远程控制关键生产设备并监测其工况，集成利用目前最新的采煤机自主定位与自动导航技术、煤岩自动识别技术、液压支架电液控制技术、刮板输送机自动推移技术、工作面自动监控监测技术、井下高速双向通讯技术和计算机集中控制技术来实现自动或半自动割煤、移架、移刮板输送机等生产流程，使工作面达到少人甚至无人的目的；并通过本煤层、顶板裂隙带、采空区及被保护煤层瓦斯抽采体系，有效解决卸压煤层群高瓦斯涌出对保护层无人工作面构成的威胁。该技术在充分开采利用难采薄煤层煤炭和瓦斯资源的同时，也实现对高瓦斯煤层群的卸压防突。此技术可实现多重目标：（1）充分开采利用薄煤层煤炭及瓦斯资源；（2）实现难采薄煤层开采工作面生产过程自动化、采煤工艺智能化、工作面管理信息化以及操作的无人化；（3）实现高瓦斯近距离煤层群的卸压防突；（4）有效控制保护层无人工作面瓦斯涌出量。因此可以有效解决难采薄煤层开采劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低和煤层群高瓦斯涌出的难题，实现科学采矿及煤炭资源绿色开采的理念。薄煤层无人工作面煤与瓦斯共采技术来源于国家高科技研究发展计划（863计划）、江苏省优势学科建设项目和国家自然科学基金青年科学基金项目，该项目研究成果总体理论与技术水平将达到国际领先水平。技术特点：（1）采用走向长壁后退式采煤法，无人工作面机械化采煤，一次性采全高，全部垮落法管理顶板。采用矮机身双滚筒采煤机沿底板双向割煤和扫浮煤，采煤机端头斜切式进刀，双向割煤，往返1次进2刀。采用新型无人工作面控制器对采煤机、刮板输送机、胶带输送机等设备实现自动化控制、故障检测及语言报警等功能，并采用新型无人工作面电液控制系统，以红外检测采煤机的位置为基础，通过液压支架接收采煤机红外发射传感器发射的红外线，实现液压支架的自动控制，并通过新型井下主控计算机与工作面支架控制器网络联接，在线实时监测现场支架的工况和动作状态，实现难采薄煤层开采的自动化、无人化。（2）采用新型矿井安全与生产监测监控系统，并在无人工作面布置安全与生产监测监控通用分站，通过安装各种传感器，实现无人工作面采煤环境和机械设备的监测和评估，并对灾害进行预测预警，保障无人工作面的安全高效开采。（3）将薄煤层无人工作面与煤与瓦斯共采技术相结合，形成了保护层无人工作面采煤和瓦斯抽采体系，在充分开采利用难采薄煤层煤炭和瓦斯资源的同时，实现对高瓦斯煤层群的卸压防突。目前条件下，对于难采薄煤层无人工作面开采仍然处于少人阶段，随着科学技术的不断发展，将逐步实现工作面的无人化。该技术提供了一条有效的难采薄煤层煤炭和瓦斯资源开采利用的新途径，经济、社会、环保效益显著.

应用前景：我国薄煤层煤炭资源分布广泛，从现有薄煤层煤炭赋存情况来看，仅可采储量就达61.5 亿 t，占煤炭总可采储量的 20%左右，其中厚度为 0.8~1.3m 的缓（倾）斜薄煤层占73.4%。而且经过多年开采，不少矿井中厚煤层已接近枯竭，使得薄煤层的开采得到了充分重视。同时，随着矿井开采深度的延伸，煤层瓦斯突出危险性将进一步增大。该项目成果对于提高煤炭和瓦斯资源回收率、矿区减员提效、保障生产、节约成本等方面具有重要意义，使得该项目研究成果具有广阔的应用前景和推广价值。