问题——煤矿瓦斯治理和顶、底板穿层钻孔等作业对钻孔轨迹设计与施工精度要求极高,任何偏差都可能导致抽采效果下降、重复施工增加,甚至引发安全隐患。长期以来,条带预抽等工艺的钻孔设计与轨迹反演流程环节多、周期长,依赖人工经验和多次数据处理,容易出现计算复杂、数据传递不一致、误差发现滞后等问题,现场难以快速掌握“钻到哪、偏多少、是否超限”等关键信息。 原因——一方面,煤矿地质条件复杂,钻孔穿越岩层和构造带时易发生偏斜,轨迹计算与复核对专业能力和数据质量要求较高;另一方面,传统软件工具分散多个模块或不同平台,设计、测斜、反演、误差判定等环节信息割裂,导致重复录入和校核,增加了人为差错概率。随着矿井安全生产标准提高和精细化管理需求增强,亟需通过集成化、自动化手段提升钻孔全流程管控能力。 影响——针对这些问题,淮南矿业与松江电子联合攻关,研发了“钻孔轨迹分析及反演软件”,并在集团内部验收后接受行业专家鉴定。2021年12月,中国煤炭工业协会组织专家进行科技成果鉴定,认定项目达到国内领先水平。此前,2021年10月29日,集团组织7位高级技术专家对项目进行验收,经过汇报、资料审阅和质询讨论,一致同意通过验收。参与论证的专家来自行业企业、高校及科研院所,确保了评价的专业性和权威性。 该软件的核心优势在于将“轨迹设计—反演—误差分析—一致性检测”整合为自动化流程,改变了以往分段处理的工作模式。系统支持“自动成图与人工交互”结合的轨迹设计方式,可根据用户设定规则快速生成开孔位置图和参数表,实现一键设计与结果直观呈现;在质量控制上,系统自动比对设计数据与反演数据,实时报警误差超限情况,便于现场及时调整,提升安全管理的针对性和时效性。 应用成效方面,朱集东煤矿自2020年11月投入使用以来,专业科室设计效率明显提高,人均效率提高3倍以上,技术人员配置需求大幅减少,同时降低了重复测斜和返工成本,累计节省费用数百万元。业内人士指出,该软件的价值不仅在于节省时间和人力,更在于将“事后纠偏”转为“过程预警”,将质量管控嵌入作业全流程,有效降低安全风险。 对策——项目已形成自主知识产权,核心技术获得软件著作权授权,为后续迭代和推广奠定了基础。同时,有关研究成果被纳入国家安全生产行业标准制定计划,其技术路线和应用实践有望成为行业通用方案。下一步需在不同地质条件和工艺场景下优化参数适配与数据规范,加强测斜设备、施工管理系统的互联互通,推动设计、施工、监管端数据闭环,提升跨系统协同效率。 前景——在煤矿安全生产从“经验驱动”向“数据驱动”转型的背景下,钻孔轨迹可视化、误差实时判定和质量一致性检测等技术将成为瓦斯治理精细化管理的重要支撑。松江电子表示,未来将围绕系统集成化、无人化和云端数据应用持续研发,提升软件与矿用安全装备的协同能力。业内预计,随着更多矿井引入数字化工具并完善数据基础,钻孔设计与施工管理将更向自动化决策、远程辅助和少人化作业发展,为煤矿本质安全水平提升提供更高效的技术路径。
淮南矿业此次技术创新不仅解决了行业长期存在的技术难题,还为煤矿安全生产提供了可复制的解决方案。在智能化、数字化快速发展的今天,此类自主创新技术的突破不仅提升了企业竞争力,也为中国煤炭工业的高质量发展提供了新动能。未来,随着国家安全生产体系深入完善,类似技术有望在全国范围内推广,助力煤矿行业迈向更安全、更高效的新时代。