2022年,我国的能源消费占比中煤炭占比56.2%,立足能源资源禀赋,煤炭在我国一次能源消费中占据主导地位的状态短期内很难改变。但是中国煤炭开采浪费很严重,主要表现在煤炭的回采率低,每年造成的煤炭损失就高达10多亿吨,许多煤炭企业在生产过程中“挑肥拣瘦”,“采一丢一”,只吃“白菜心”,严重影响了未来能源安全。
在我国已探明的煤炭储量之中,厚煤层占比在45%以上,厚煤层出产的煤炭总量占原煤总产量的50%以上,而综放开采在厚煤层开采中占有很大比例。在综放工作面所产生的所有煤炭损失之中,其中放顶煤工艺所产生的煤炭损失量占总损失的44%,因此,最大限度地提高综放工作面内顶煤的回收率迫在眉睫。提高综放工作面回收率主要在于解决地质复杂条件下如何高效回收顶煤,同时要准确的识别颜色相近的混合在一起的煤与矸石,因此,为了解决以上问题,团队做出了两大创新。
创新成果一:开发了“动态放煤步距”新工艺,针对性提高了顶煤回收率。
(1)采用团队自主研发的顶煤运移跟踪仪现场实测综放工作面顶煤回收率。
(2)在过渡段倾角不同的煤层处采用动态的、变化的放煤步距来提高顶煤回收率。在仰-俯斜过渡段采用“动态放煤步距”开采工艺,相较传统固定步距放煤工艺,顶煤回收率平均提高约3.71%。
创新成果二:研发了“液体介入+红外检测”的煤矸识别技术,建立了基于红外图像的煤矸混合度自动识别算法。
(1)针对煤矸表面颜色接近的难题,提出了一种“液体介入+红外检测”的煤矸识别新技术,揭示了液体介入后煤、矸石产生差异性温降的机理。
(2)建立了煤矸混合度自动计算方法,开发了液体介入煤矸混合度自动计算软件。
本技术经鉴定为国际先进水平。项目研发团队由多名教授、博士组成。本团队授权发明专利10件、授权实用新型专利2件、登记软件著作权3件。本技术已在潞安集团余吾煤业等煤矿进行了成功应用。
本团队研发的放煤新工艺及煤矸识别新技术,解决了煤层开采过程中放煤均衡性差、含矸率高的技术难题,减少了资源浪费,促进了复杂条件煤层的智能、绿色开发。
本技术的目标客户为采用放顶煤工艺的煤矿企业,目前我国综放开采工作面已达到93个,具有一定的市场前景。本技术的盈利模式为:解决方案+技术服务+产品销售+后期升级,具有不错的经济效益。