產品節(jié)能減排25%，形成了煤炭高效開發(fā)利用新模式；在世界上首次完成了深部厚煤層智能綜采實踐，開采效率提升83%，資源回收率提高20%以上，實現(xiàn)了資源開發(fā)利用領域的重大突破和技術進步......
面對我國深部煤炭安全智能綠色開發(fā)要求，山東能源集團積極踐行“向地球深部進軍”的號召，組織和聯(lián)合兗礦能源集團股份有限公司，天地科技股份有限公司，山東科技大學，北京天瑪智控科技股份有限公司，青島中加特電氣股份有限公司，山東大學，中煤張家口煤礦機械有限責任公司，北斗天地股份有限公司，煤炭科學技術研究院有限公司等10余家單位，組織科研、設計、制造、生產等全產業(yè)鏈核心人員100余人，歷經10余年攻關，創(chuàng)立了深部煤炭資源開發(fā)數(shù)字化基礎、全業(yè)務鏈數(shù)字化運行和智能化開采模式。
兗礦能源科技國家重點實驗室
世界上首次實現(xiàn)深部厚煤層智能高效開采
煤炭是我國主體能源和重要工業(yè)原料，在當前一次能源生產和消費中占比67.4%和56.2%。隨著淺部煤炭資源日趨減少，尤其是華東華北地區(qū)淺部煤炭已近枯竭，中西部鄂爾多斯盆地淺部煤炭資源儲量也快速下降，以深部厚煤層為主的資源稟賦決定了其安全高效開采在國家能源安全中的重大戰(zhàn)略需求。綜采一次采全高是深部厚煤層最佳開采方式。受原有開采技術局限，6~10m厚煤層只能采用“分層”或“掏芯”開采，即使采用國外最先進裝備，其最大采高也無法突破5.5m，造成25%以上資源浪費，難以支撐深部煤炭高效開采和保供需求，亟待以數(shù)字化和智能化為支撐實現(xiàn)深部煤炭高效開采成套技術的重大創(chuàng)新。
山東能源東華重工高端系列液壓支架
為解決地下開采非結構性受限空間復雜、深部厚煤層綜采易造成強礦壓和圍巖失穩(wěn)無法支護、國內外沒有能夠可靠運行的深部厚煤層工作面成套裝備、國內外沒有深部煤炭數(shù)智化高效開采成套技術集成工程應用的先例等技術難題，該項目團隊圍繞深部基礎理論研究需求，面向世界科技前沿，創(chuàng)立了深部煤炭開采數(shù)字化基礎，提出了“分級抽取-關聯(lián)分析-虛實映射”的多源異構數(shù)據處理方法和更新策略，建立基于礦山大模型的人工智能運行平臺，開發(fā)煤礦智能化十大數(shù)智系統(tǒng)，構建了煤礦智能化技術體系，形成煤炭安全高效智能綠色開發(fā)新模式。
2020年全國煤礦智能化建設現(xiàn)場推進會在山東能源召開
據了解，該項目獲國內外發(fā)明專利51件、制定國家標準7項，出版專著5部，發(fā)表論文93篇（F5000論文14篇，高PCSI指數(shù)論文39篇，21篇論文位列礦業(yè)工程等前0.1%）。
效率效益雙豐收支撐高質量發(fā)展
2016年，首次在金雞灘煤礦進行了8.2m超大采高自適應開采技術的工業(yè)性試驗，工作面連續(xù)穩(wěn)定運行，平均日產6.16萬噸，月產153萬噸，創(chuàng)綜采高度、產量及效率的世界最高紀錄。此后逐步推廣到8~10m超大采高綜采。
山東能源金雞灘煤礦世界首套8.2m超大采高智能化綜采面
在金雞灘煤礦建成首個8.2m超大采高智能化綜采面，創(chuàng)造年產1836萬噸世界紀錄，全員工效（339.2噸/工）比全國平均水平（16.78噸/工）顯著提高；在口孜東煤礦首次成功實施千米深井“三軟”復雜條件7m超大采高開采；在澳大利亞莫拉本煤礦成功實施頂板、底板和端部參數(shù)識別的自適應數(shù)智化開采。
面向經濟主戰(zhàn)場，在世界上首次成功進行8m以上超大采高、千米深井和澳大利亞數(shù)智化開采技術集成工程應用，實現(xiàn)了采高由5.5m到8～10m的顛覆性突破，建成全球采深最深、采高最大、效率最高、用人最少的超大采高智能化綜采工作面。研發(fā)了世界最大采高液壓支架及智能制造與可靠性驗證系統(tǒng)，有力壯大了煤機裝備產業(yè)規(guī)模，打造了國際一流的高端煤機裝備制造企業(yè)，技術、產品出口到世界主要采煤國家，支撐兗礦能源成功開發(fā)運營澳大利亞最大煤礦企業(yè)，打開了國際市場、提升了國際競爭力。
針對能源安全保障需要，面向國家重大需求，研發(fā)深部煤炭數(shù)智化高效開采技術和裝備，覆蓋國內外煤炭智能開采產量達2.8億噸/年，有力支撐了先進產能的釋放，滿足了我國特別是華東、華北地區(qū)能源保供需求，有力保障國家能源安全。同時，面向人民生命健康，攻克了智能化開采關鍵技術，支撐山東能源建成36處智能化煤礦，其中趙樓煤礦成為我國首個千米深井“國家首批智能化示范建設煤礦”，累計建成327個智能采煤工作面，井下人員減少1.12萬人，實現(xiàn)了減人、增安、提效。
山東能源黃陶勒蓋煤炭公司巴彥高勒煤礦職工在檢修采煤機
據了解，該項目技術創(chuàng)新成果在陜北、兩淮、魯西、黃隴、新疆、神東等多個大型煤炭基地的金雞灘、口孜東和澳大利亞莫拉本等84個煤礦進行應用，覆蓋陜西、山東、安徽、山西、內蒙古、新疆等我國主要煤炭生產區(qū)域和海外煤炭基地，支撐山東能源、中煤能源等大型企業(yè)集團實現(xiàn)經濟效益的大幅度提升和高質量發(fā)展。近三年（部分統(tǒng)計）直接經濟效益841.5億元，該項目支撐山東能源集團連續(xù)兩年名列世界500強前100位。山東能源集團成為全國唯一擁有境內外四地上市平臺的大型能源企業(yè)，營業(yè)規(guī)模位居全國煤炭行業(yè)首位。
構建煤炭高效開發(fā)利用新模式
深部厚煤層開采對支架載荷及沖擊加大，極端情況下動載系數(shù)超過2.5，超大采高液壓支架具有大尺度、高動壓敏感結構特點，最大力傳遞系數(shù)達4.5，常規(guī)設計方法、結構和檢驗手段無法保證其適應性和可靠性需求。該項目研發(fā)的高端液壓支架產品全面推廣應用，有效保障了工作面的安全、自適應支護。
山東能源與華為發(fā)布盤古礦山大模型
據悉，該項目提升煤炭一次開采效率，有效釋放先進產能，提高資源回收率20%以上，采用本技術近三年（部分統(tǒng)計）減少資源浪費約5600萬噸，減少洗選動力消耗和矸石排放，有助礦山節(jié)能減排及環(huán)境治理；研制了智能變頻調速一體機驅動的大功率刮板輸送機，節(jié)能達25%（近3年減排二氧化碳452.16萬噸），產品和技術推廣至油氣開采、港口船舶海工裝備等領域，支撐多行業(yè)節(jié)能減碳。
該項目實現(xiàn)大型裝備節(jié)能減排和產業(yè)鏈延伸，推動了我國煤炭工業(yè)高端化、數(shù)字化、智能化轉型和高質量發(fā)展，提高了國家能源安全保障能力，取得了重大經濟、社會效益和顯著生態(tài)環(huán)境效益，構建形成煤炭高效開發(fā)利用新模式。（山東能源集團）
