En julio de 2026, el Instituto de Investigación Minera del China Coal Technology and Engineering Group (CCTEG) logró un importante avance en el proyecto de tecnología y equipos completos para la prevención de desastres dinámicos mediante fracturación hidráulica superficial de techos duros y gruesos en minas de carbón, desarrollando con éxito el primer equipo de fracturación hidráulica montado sobre skid especialmente diseñado para minas de carbón en China. Este equipo, diseñado específicamente para resolver el problema de control de desastres dinámicos causados por techos duros y gruesos en minas de carbón, marca un paso clave en el campo de la gestión de desastres mineros en el país.
Techo duro y grueso: la "espada sobre la cabeza" de la seguridad en la producción minera
La región de Mongolia Interior-Shaanxi es la base principal de producción de carbón en China, donde sobre las capas de carbón se distribuyen generalmente estratos de roca de techo duro con espesores de 30 a 100 metros. Estos techos duros y gruesos actúan como una "espada" suspendida sobre las áreas de trabajo de extracción. A medida que avanza la minería, el techo, al quedar expuesto en grandes áreas, colapsa repentinamente, lo que puede provocar desastres dinámicos severos como estallidos de roca y sismos mineros, amenazando gravemente la seguridad de los mineros y la producción normal de la mina.
Los métodos de control anteriores incluían principalmente voladuras subterráneas y fracturación hidráulica de pozos cortos, pero estos solo podían tratar áreas cercanas dentro de los 50 metros alrededor de los túneles y las capas de carbón, sin poder realizar un control preventivo integral en techos de nivel medio a alto. Este cuello de botella técnico ha limitado durante mucho tiempo la seguridad en la producción minera, convirtiéndose en un problema común que la industria necesita resolver con urgencia.
Tres tecnologías clave + primer equipo especializado
Apoyándose en la plataforma de la quinta edición del Concurso de Innovación y Creatividad de Empresas Centrales (Yixing), el Instituto de Investigación Minera de CCTEG se dedicó a la investigación y superó sucesivamente múltiples tecnologías clave, como la identificación precisa de la capa objetivo, el fluido de fracturación especializado para formaciones de carbón, y el monitoreo conjunto de múltiples campos y parámetros.
Sobre esta base, el equipo desarrolló con éxito el primer equipo de fracturación hidráulica montado sobre skid para minas de carbón en China, estableciendo una solución sistemática, inteligente y eficiente para la prevención de desastres dinámicos en minas de carbón.
Innovaciones tecnológicas clave
Identificación precisa: localización de la capa objetivo
El equipo del proyecto superó la tecnología de identificación precisa de la capa objetivo, permitiendo un "mapeo" exacto de los techos duros y gruesos desde decenas hasta cientos de metros sobre la capa de carbón, determinando las capas objetivo que requieren fracturación.
Fluido de fracturación especializado: adaptado a formaciones de carbón
A diferencia de los fluidos de fracturación convencionales para petróleo y gas, el equipo desarrolló un sistema de fluido de fracturación especializado adaptado a las formaciones de carbón, asegurando una fracturación eficiente bajo las condiciones geológicas únicas de las minas de carbón.
Monitoreo conjunto de múltiples campos y parámetros: control inteligente de todo el proceso
Se estableció un sistema de monitoreo conjunto de múltiples campos y parámetros para realizar un seguimiento en tiempo real y una evaluación dinámica de todo el proceso de fracturación, garantizando la seguridad de la operación y la controlabilidad de los resultados.
Parámetros clave del equipo
| Indicador técnico | Parámetro |
|---|---|
| Caudal máximo de operación | 15 m³/min |
| Estructura del equipo | Estructura modular montada sobre skid |
| Modo de control | Control inteligente remoto con arranque y parada con un solo clic |
| Presión nominal | Reducción de redundancia de más del 70% en comparación con equipos de fracturación hidráulica convencionales para petróleo y gas |
Cuatro ventajas principales
En comparación con equipos y procesos de construcción tradicionales, este conjunto de tecnología y equipos ofrece ventajas significativas:
Estructura modular montada sobre skid: facilita el transporte y el despliegue rápido en el sitio, adaptable a diversas condiciones complejas de minas
Ahorro de energía y reducción de costos: la redundancia de presión nominal se reduce en más del 70%, disminuyendo significativamente el consumo de energía y los costos operativos
Control inteligente remoto: equipado con un sistema de control inteligente remoto con arranque y parada con un solo clic, mejora en gran medida el nivel de inteligencia de la construcción y el coeficiente de seguridad operativa
Eficiencia y seguridad: logra una combinación de beneficios de seguridad, eficiencia, ahorro de energía y economía
De la región de Mongolia Interior-Shaanxi a todo el país, impulsando la actualización de la seguridad en la industria del carbón
Ya se ha aplicado en grandes minas de carbón en la región de Mongolia Interior-Shaanxi
Actualmente, esta tecnología se ha implementado en grandes minas de carbón en la región de Mongolia Interior-Shaanxi, como China Coal Dahaize, Yanchang Petroleum Balasu, Yitai Hongqinghe y Suancigou, con buenos resultados en el campo, resolviendo eficazmente el problema de prevención de desastres dinámicos en minas con techos duros y gruesos.
Valor estratégico
Resolver el problema de la "espada sobre la cabeza"
Este equipo logra por primera vez un control preventivo integral de techos duros y gruesos de nivel medio a alto, cambiando fundamentalmente la limitación anterior de solo tratar áreas cercanas, proporcionando un nuevo medio técnico para la seguridad en la producción minera.
Llenar el vacío de equipos especializados para minas de carbón
Anteriormente, la fracturación hidráulica superficial en minas de carbón utilizaba principalmente equipos de fracturación de la industria del petróleo y gas, lo que presentaba problemas como "usar un martillo pilón para matar una mosca", alto consumo de energía y mala adaptabilidad. Este equipo de fracturación hidráulica montado sobre skid especialmente desarrollado para minas de carbón llena el vacío de equipos en este campo.
Impulsar la transformación inteligente de la industria del carbón
El equipo está equipado con un sistema de control inteligente remoto, logrando operaciones inteligentes y no tripuladas de fracturación, proporcionando un sólido soporte técnico para la transformación y actualización segura, eficiente e inteligente de la industria del carbón.
Desde la identificación precisa de techos duros de decenas de metros de espesor hasta el inicio remoto de operaciones de fracturación con un solo clic, el Instituto de Investigación Minera de CCTEG ha construido una nueva "línea de defensa técnica" para la producción segura de minas de carbón con techos duros y gruesos en la región de Mongolia Interior-Shaanxi y en todo el país. Como próximo paso, el Instituto de Investigación Minera de CCTEG continuará profundizando en el campo del control de estratos rocosos y la prevención de desastres en minas, promoviendo continuamente la iteración tecnológica y la transformación de resultados.