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超长工作面从三百米到五百米的工程跃迁：矿压控制与装备协同的技术边界

中国能源产业发展网发布时间：

2026-11-10 15:33

【中国能源产业发展网原创】【作者：韩屹】

判断一条煤矿智能化开采技术路线有没有价值，最有效的办法不是看厂商给的装备参数表，而是把它放进同一套地质约束和同一套控制逻辑里，看工作面能拉多长、资源回收率能提多少、面内作业人员能减到几人。这件事在2025年之前更多停留在单个工作面的经验层面，而2026年之后，它开始有可比较的实体样本，也第一次有了由国家顶层文件写明的常态化运行指标。2026年10月10日，全国首套全国产化五百米以上超长综采工作面智能化成套装备在陕西榆林华电小纪汗煤矿启动地面联合试运行，回采长度两千七百米、倾向长度五百零二米、刮板输送机实际铺设长度达到五百一十米；几乎同一时间线内，神东煤炭集团锦界煤矿的三百一十四点一六超长综采工作面已常态化运行。把三百米、四百米、五百米这几档工作面长度摆在一起，才能看清超长工作面到底改了什么、卡在哪里。

工作面长度不是简单加长，而是系统性重构

超长工作面最容易被误读成“把支架排长一点”。公开报道中郑煤机方面的表述更贴切：五百米以上不是长度简单延伸，而是矿压管控、装备协同、智能截割、跟机移架、供电供液、系统集成的全方位系统性重构。工作面每延长一米，都是对支架工作阻力、推移行程、设备可靠性、协同控制能力的严苛考验。小纪汗煤矿这套全国产成套装备，回采长度两千七百米、倾向长度五百零二米、平均采高两点二米，可大幅减少顺槽掘进工程量，其意义不止于单产，更在于把采掘接续的节奏重新排了一遍。

这种系统性重构的直接工程收益，在郑煤机梳理的六大智能采煤场景里能找到对照。以超长工作面场景为例，工作面长度由三百米延至六百米，可多回收一条煤柱、少掘两条巷道，资源回收率提升百分之五、掘进率降低百分之五十。这不是某一个部件的性能提升，而是“多回收一条煤柱”和“少掘两条巷道”两件事同时发生，对应的是万吨掘进率和万吨巷修量的整体下降。因此评价超长工作面，不能只盯单刀割煤时间，而要看它对矿井开拓系统的减负程度。

矿压控制：长度每增加一米都是对支架工作阻力的考验

工作面拉长的第一道物理约束是矿压。倾向长度从三百米增加到五百米，液压支架要承受的侧向压力和沿空巷道变形量级同步上升，支架工作阻力、初撑力与推移行程必须重新校核。小纪汗项目中，郑煤机作为液压支架及智能成套装备核心研制单位，紧扣矿井地质条件系统优化支架成套方案，对关键受力部位反复校核，并派驻技术专家驻矿跟进安装与调试。这一细节说明，超长工作面的瓶颈不在“能不能造出更长的支架”，而在“长支架群在动态矿压下能否保持同步支护”。

矿压控制的另一个抓手是沿空留巷。小纪汗项目首创“超长工作面加沿空留巷”开采新范式，沿空留巷回采可回收呆滞煤柱、提高资源回收率，同时极大缓解采掘接续压力。沿空留巷把本该留作保护煤柱的储量重新计入可采范围，这与“多回收一条煤柱”的逻辑一脉相承。但要注意，沿空留巷对巷旁支护体和采空区漏风管理要求极高，若支护体早期强度不足，反而会引入新的矿压隐患。所以这条技术路线能否复制，取决于巷旁充填材料与矿压监测是否同步到位。

装备协同：一套控制逻辑下的多机联动

超长工作面的第二道约束是装备协同。采煤机规划截割、支架群组协同、智能刮板调速需要集成联动，多单位不同装备要在同一套控制逻辑下协同作业。小纪汗装备构建起“感知层、网络层、边缘计算层、平台层、应用层”五层物联网架构，通过增补瓦斯、粉尘、人员定位等数据实现监测全覆盖，通过对采煤机、液压支架的实时协同控制实现智能截割与自动跟机移架。这里的关键不是单台设备多聪明，而是多台设备是否“听同一个指挥”。

协同的底座是通信。小纪汗采用“有线环网加无线环网”的自适应混合组网，确保超长距离通信的高可靠性；郑煤机在西安矿业展上展示的分布式电控系统，用无线传感器替代约两千根电缆，延迟低于五十毫秒、安装时间缩短九成。把这两类方案对照看，超长工作面的通信目标高度一致：在数百米尺度上把控制指令的时延和丢包压到可以忽略。一旦通信抖动超过阈值，自动跟机移架就会因位置偏差被迫降速，所谓“常态化运行”就落不下去。

资源回收率：超长工作面如何解决采掘接续

资源回收率是超长工作面最硬的技术账。神东锦界煤矿三百一十四点一六工作面长四百四十四点一米、推进距离一千五百四十一米、平均采高三点二米，配套大功率国产采煤机、变频三机与高性能液压支架，单次截深零点八六五米。国能神东煤炭集团生产管理部经理、原锦界煤矿矿长高登云在接受中国能源报采访时表示，该工作面为超长工作面，有效减少割三角煤次数、大幅提升采煤效率。西北矿业黄陶勒盖煤炭公司综采一区生产班班长于广福介绍，其首个四百米智能化综采工作面经智能集控升级后，单班作业人员减少百分之十六、采煤效率提升百分之二十。两组数据指向同一个结论：效率提升来自“少割三角煤、少移设备、少派人”的叠加，而非单一参数突破。

回收率的另一面是薄煤层和“三下”压覆资源。传统薄煤层机械化程度低、开采成本高、采厚弃薄现象普遍，而技术进步正在改写这类“沉睡”资源的命运。郑煤机在薄煤层场景套餐中提供覆盖综采工作面的多种机器人产品解决方案，把井下辅助作业岗位从“抬拉扛”转向少人无人。陕煤集团曹家滩矿业投运的世界首创十米超大采高智能综采工作面，实现装机功率、装备总重量、一次采全高、单面产能四项世界第一，每四十分钟割一刀煤、单面最高日产六点五万吨。大采高与超长工作面是两条不同的回收率提升路径，前者摊薄单位巷道成本，后者摊薄单位采掘接续成本，二者并不互斥。

常态化运行：顶层文件把“少人无人”落成刚性考核

2026年8月，国家能源局发布《煤矿智能化建设指南（2026年）（征求意见稿）》，把“常态化运行”第一次落成刚性考核。文件提出到2030年井工煤矿、露天煤矿、选煤厂核心生产环节实现少人无人常态化作业，智能化煤矿产能占比提升至百分之七十五以上；井工矿薄及中厚煤层智能综采工作面生产期间面内实现无人作业、合计作业人员不超过二人，智能化采煤系统常态化运行率不低于百分之八十五；露天矿无人驾驶单台套坑下采运排作业环节操作人员不超过三人、综合效率不低于人工作业的百分之九十。这意味着智能化不再是“建了示范”就算成功，而是“天天能跑、人人能撤”才算及格。

文件对底座指标的写法也很有技术含量：传输时延不高于二十毫秒且可靠度百分之九十九点九九，灾害预警准确率不低于百分之九十，煤矿大模型不少于五类三十处场景常态化应用。这三个数合起来定义了“真智能”的门槛——时延决定了多机协同能不能跟得上，可靠度决定了系统敢不敢脱人，预警准确率决定了无人化有没有安全兜底。鄂尔多斯市已累计建成智能化煤矿一百五十八座、智能化产能占比达百分之八十七、露天煤矿应用无人驾驶车辆一百九十五台、建成智能化采掘工作面五百一十一处，这些数字说明常态化运行率已经不是纸面目标，而是正在被区域样本验证的工程现实。

研判：超长工作面的胜负手在控制时延与可靠性

给一个明确的技术判断。超长工作面从三百米走向五百米，技术主线不是“把设备做大”，而是把矿压控制、装备协同和通信底座三件事同时做硬。支撑这一判断的依据有三层。其一，支架工作阻力与沿空留巷支护体的协同决定了长工作面敢不敢满负荷推进，这是物理约束，绕不开。其二，一套控制逻辑下的多机联动决定了效率提升能否稳定兑现，这是系统约束，单台设备再强也补不齐。其三，二十毫秒时延与百分之九十九点九九可靠度决定了“少人无人”能否常态化，这是验收约束，示范不等于常态。

落到具体环节，接下来最值得盯的三个技术节点是：液压支架群组在五百米以上倾向长度下的同步支护精度，它决定超长工作面能否走出地质条件友好的样板矿；无线环网与有线环网的自适应切换在割煤强扰动下的丢包率，它决定自动跟机移架能否不降速；以及沿空留巷巷旁充填体的早期强度与漏风管理，它决定“多回收一条煤柱”是否以新的安全隐患为代价。这三件事都属于装备与工艺的并行攻关，不属于单点参数的比拼。

-本文参考资料来源于华电煤业集团有限公司、国能神东煤炭集团、郑煤机集团、陕煤集团曹家滩矿业等企业的公开技术进展；国家能源局《煤矿智能化建设指南（2026年）（征求意见稿）》等公开政策文件；中国煤炭市场网、中国能源报、科技日报、陕西省国资委等公开报道。

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作者：

韩屹