地下煤矿的智能化转型之路：安全、效率与环保如何实现协同突破？

煤炭作为能源体系的 “压舱石”，其地下开采长期面临安全风险高、效率受限、环境影响大的三重挑战。智能化技术的引入为行业变革提供了新路径，但实践中如何规避形式主义、适配复杂地质条件，成为亟待破解的难题。本文结合多地煤矿实践，解析智能化转型的现实图景与深层矛盾。

一、智能化技术重塑开采核心场景

地下煤矿的生产逻辑正在被智能化设备重构，从采掘到运输的全链条都呈现出新特征。山西焦煤集团汾西矿业双柳矿的 8206 智能化综采工作面颇具代表性，其 798 米的可采长度搭配 300 米超长切眼设计，实现单刀割煤量 1068 吨的突破，直接破解了 “采掘失衡” 的行业痛点。这类大采长工作

面通减少搬家倒面频率，让矿井衔接效率提升 40% 以上。

安全防护领域的技术升级更为直观。西山煤电官地矿搭建的全流程监控系统，将 “无监控不作业” 落到实处，重要设备加装的 “电子围栏” 能在人员异常进入时自动停机。2024 年山西省已在井下危险区域安设 2.3 万套此类设备，直接遏制了掘进机伤人的亡人事故，运输事故同比下降 36.7%。

二、技术落地中的现实梗阻

智能化转型的光鲜数据背后，诸多实际问题正在显现。部分设备的 “水土不服” 成为突出矛盾，理论上能提升效率的 “一键启停” 系统，因井下工序衔接的复杂性难以可靠运行。采煤机启动前需确保运输皮带、破碎机等设备同步就绪，智能控制系统的可靠性不足让多数煤矿不敢贸然使用，反而需要额外配备应急人员待命，增加了隐性成本。

“重建设轻应用” 的倾向同样普遍。作为智能化验收核心指标的 “智能综合管控平台”，因数据收集难度大、缺乏实用分析模型，在许多煤矿沦为 “摆设”。某国有煤矿负责人透露，其地质条件复杂的工作面本不适宜智能化改造，却因指标要求投入 3000 万元改造，最终设备因无法适配断层多、倾角大的环境而闲置。

三、环保与生产的协同治理方案

地下煤矿的可持续发展离不开生态保护的同步推进。山西省在煤矿环保工程中探索出成套解决方案：掘进矸石不再出井，直接充填井下废弃巷道；矿井水处理后优先用于井下洒水、绿化等环节，生活污水实现 100% 回用不外排。这种 “循环利用” 模式既降低了污染风险，又节约了水资源消耗。

在大气污染防控方面，煤矿通过全封闭皮带运输、原煤贮存仓加装喷雾降尘设施等措施控制扬尘，同时以天然气锅炉替代传统燃煤设备，配合太阳能热水器等清洁能源应用，大幅削减了污染物排放。针对瓦斯这一开采伴生风险，智能探放水系统的普及有效降低了透水事故概率，实现了安全与环保的双重保障。

四、转型破局需精准施策

破解智能化建设的瓶颈，关键在于摒弃 “一刀切” 思维。业内专家普遍认为，电子围栏、智能探放水等适配性强的技术应全面推广，而液压支架自动找直等对地质条件要求高的技术需试点验证后再推广。企业与监管部门的责任划分同样重要，需明确建设标准与验收细则，避免 “摊派式” 指标带来的资源浪费。

技术与管理的协同更不容忽视。某大型煤矿的实践表明，智能化综采工艺不仅需要配套设备升级，更要建立数据驱动的管理体系。其构建的三维可视化平台能实时优化生产布局，预测瓦斯涌出量，让原煤回收率提升至 85% 以上，同时缩短员工培训周期 50%。这种 “设备 + 管理” 的双轮驱动模式，或许正是转型成功的核心密码。

智能化转型究竟是煤炭行业的 “必由之路” 还是 “可选之项”？答案早已明确，但如何让技术真正扎根于矿井实际，让安全、效率与环保的目标真正落地，仍需要行业各方在实践中持续探索与调整。

常见问答

1. 问：地下煤矿智能化改造的核心成本投入在哪些方面？
2. 答：主要集中在三部分：一是采掘设备升级，如智能化采煤机、电液控制液压支架等单工作面投入常达数千万元；二是监控与控制系统搭建，包括视频监控网络、数据集成平台等；三是配套基础设施改造，如 4G+Wifi 井下通信覆盖、封闭运输系统建设等。过问：地质条件复杂的煤矿是否适合开展智能化建设？

答：需分技术类型适配。电子围栏、瓦斯监测等安全类设备几乎适用于所有煤矿；而 “一键启停”、长壁智能综采等技术对地质条件要求较高，在倾角大、断层多的区域易出现设备闲置，需优先进行地质评估再决定改造方案。

3. 问：智能化建设能多大程度降低煤矿事故风险？

答：从实践数据看成效显著。以山西为例，智能化设备普及后，掘进机伤人事故实现零发生，运输事故下降 36.7%，煤矿事故死亡人数连续三年下降，尤其在井下少人化作业后，人员暴露于危险环境的概率大幅降低。

4. 问：煤矿智能化设备为何会出现 “建而不用” 的情况？

答：主要原因包括设备可靠性不足、与生产流程适配性差、操作维护复杂三大类。部分设备仅能满足验收标准，却无法应对井下复杂的实际工况，加之缺乏专业运维人员，最终导致闲置。

5. 问：地下煤矿如何平衡开采与地下水保护？

答：主要通过三项措施：一是严格留设防隔水煤柱，避免破坏含水层；二是采用 “先探后掘、先治后采” 原则，开展导水裂缝带观测；三是建立地下水动态监测系统，一旦发现水位异常立即调整开采方案。

6. 问：智能化技术对煤矿工人的技能提出了哪些新要求？

答：传统操作技能不再是核心，工人需掌握设备远程操控、数据监测分析、基础故障排查等能力。部分煤矿要求一线人员能通过监控平台判断采煤机姿态、液压支架压力等参数，对数字化素养的要求显著提升。

7. 问：煤矿产生的固体废物如何实现环保处置？

答：采用分类处置模式：掘进矸石优先井下充填复用；矿井水处理污泥掺入原煤综合利用；废矿物油等危险废物存入专用危废库，交由有资质单位处置；生活垃圾则纳入地方环卫系统处理。