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全球首臺8.8米超大采高智能化采煤機問世

2019-08-16 來源: 中國振動機械網
  4米多高、近10米長的“鋼鐵”身材,堅硬而不失靈活。一左一右兩只“手臂”足足接近5米,臂前各裝有1個巨型滾筒,形似布滿利齒的風火輪。眼前這個龐然大物,是剛剛問世的全..

  4米多高、近10米長的“鋼鐵”身材,堅硬而不失靈活。一左一右兩只“手臂”足足接近5米,臂前各裝有1個巨型滾筒,形似布滿利齒的風火輪。眼前這個龐然大物,是剛剛問世的全球首臺8.8米超大采高智能化采煤機(下稱“8.8米采煤機”),從設計、研發到制造均由我國自主完成,可實現8.8米一次性采全高,預計年產能為1800萬噸。

近日,由中國工程院院士王國法、王雙明等專家組成的評審組,一致同意西安煤礦機械有限公司(下稱“西煤機”)自主研發的8.8采煤機通過出廠評審,可進行井下工業性試驗。而除了專家,評審現場也聚集著來自國家能源、中煤、兗礦等多家主要煤企的負責人。吸引他們的,不僅是設備本身,更是對高端采煤裝備國產化的高度關注。

“煤炭行業有句老話,叫做‘兵強馬壯有戰場’,‘馬壯’就是指采煤裝備水平。可以說,沒有采煤裝備的現代化,就沒有煤炭工業的現代化。”中國煤炭工業協會名譽會長王顯政對此表示。

“從零開始” 一步步做到整機自主生產

首臺8.8米采煤機將應用于國家能源集團神東上灣煤礦,計劃月底運送下井。而此前,受到技術、裝備等條件不足的影響,無法最大限度將資源“吃干榨盡”,這塊優質煤田一度被擱置許久。

“高端采煤機是綜采裝備的關鍵組成,也是其中最突出的一塊短板。有了這套裝備,可解決6-8米以上煤層超大采高難題。”王國法表示,能夠按照超大采高智能化要求、實現最新技術應用,既是突破,也實屬不易。

作為主創者,西煤機產品設計研究所副所長趙書斐更有感觸。“往前數10-15年,我國煤機產品還只能跟跑。國外出哪種機型、我們跟著做什么。基礎理論、設計水平、軟硬件等差距較大,設備故障也很多。現在可以根據礦井要求量身定制,國產化裝備水平越來越高。”

以最基本的材料為例,趙書斐告訴記者,由于機型大,若選材不當,設備自重就會非常高。而大部分功率浪費在設備本身,很容易把自己壓垮。為此,必須尋找一種理想的輕量化材料,既能適應井下工況、滿足開采條件,也可在保障剛度、強度的同時實現減負。“說白了,這種材料買不來。原料調制、成分配比、工藝流程等過程均是自主完成,光一項就歷經漫長過程。開發時,比這更大的難關比比皆是。”

而這樣一臺設備的產生,還只是我國煤機裝備由“受制于人”到“自主創新”的縮影。“2015年左右,我們帶著一批礦長去澳大利亞培訓,大伙兒看到設備就驚了,實實在在感到差距。”兗礦一位負責人記憶猶新。

差距之余,對于進口設備的依賴,還一度導致國內企業多處受限。除了價格貴、維修難等制約,國外廠家為規避風險,接到訂單后才組織生產,交貨期長達十幾個月。為不影響生產,煤礦只能多備配件、超前儲備,稍有不慎就成了“死庫存”。

“為擺脫依賴,我們基本是從零開始。從一個齒輪、一個閥門,到大型部件、關鍵部件各個擊破,在具備條件之后嘗試整機生產。”趙書斐等多位親歷者紛紛表示。

人均效率提高近10倍 但也存在短板待補

如今,采煤裝備國產化發展如何?

王顯政用一組數字予以說明:1949年,我國煤炭年產量為3250萬;到2018年,該數字升至36.8億噸,增長近百倍。同時,煤礦數量由最多時候8萬余處減至5800處,人均生產效率由100多萬噸/年增至1000噸/年,煤礦百萬噸死亡率由超過9%降至0.09%。“其中,裝備水平的提升功不可沒。目前,大型煤礦的采煤機械化程度達到97.9%、掘進機械化程度達到56%,部分礦井的年人員效率甚至有1萬-2萬噸。”

在此過程中,個體企業更是受益。神東公司機電管理部經理賀海濤透露,早前依賴進口,設備價格逐年提高,采購談判也越來越難,“國外廠家每年要提價3%-7%”,且公司所壓的庫存資產最高達到60多億元。

“2000年以來,我們先后與138個國內廠家合作推進高端開發,累計節約各類進口采購資金60多億元。以大型進口采掘類設備為例,平均采購周期由8-12個月降至3-5個月,后服務時間也大大縮短。在打破壟斷的同時,部分產品性能達到國際領先水平。”賀海濤稱。

而在取得進展的同時,多位專家也表示,部分短板尚待補齊。例如在我國,薄煤層資源量占比20%左右,產量比重僅約7%。“相當一部分開采正由中厚、厚煤層向薄煤層轉移,尤其東部礦區需求急迫。積極提高這部分裝備水平是重點之一。”王顯政列舉。

趙書斐認為,成本控制也值得關注。“畢竟不是每個礦井都像神東那樣先進。對于大部分企業而言,發展仍受限于成本。這就考驗我們,如何在全生命周期之內降低成本,讓更多企業用上既高端、又經濟的設備。”

不止一位人士還提到,成套設備雖有突破,部分關鍵、核心部件仍依賴進口。“不是國內企業做不出,而是質量確實有差距。特別在井下極限工況,一旦出現問題維修很麻煩,停工帶來的損失可能比設備本身還貴,更重要是安全問題犧牲不起。所以,我們寧愿選更貴的進口部件。”一位企業負責人坦言,起碼在關鍵元件上,國產化的步子仍待跟上。

全方位、全流程的智能化是未來方向

“裝備是煤炭行業生產力水平不斷提升的基礎和載體。我認為,現有進展難能可貴,尤其整機方面已走在領先位置。但我們也要充分認識到,未來發展、特別是智能開采和智能礦山建設的長期性、艱巨性。”王顯政進一步指出。

王顯政提出,“智能化”無疑是未來方向所在。“近幾年,不少企業紛紛實施同步數據網、大容量光纖等基礎設施建設,部分設施也已實現‘無人值守’狀態。但是,我國的智能礦山建設仍處起步階段,要完全達‘智能’標準,目前還有不小難度。”

圍繞下一步工作,王顯政表示,智能礦山的概念需要不斷深化、不斷完善,其建設應是全方位、全流程的自動化,而不單單是生產系統升級。“比如,我們的開采水平一直在進步,掘進系統整體差距卻相對較大。在開采系統的基礎上,其他系統、裝備的智能化也要同步跟上。”

全方位、全流程的智能化在哪里?記者了解到,包括西煤機在內的多家裝備、生產企業,目前均在積極嘗試5G、云計算、物聯網等數字化解決方案。“如果把煤礦看作一座城市,發展可以分為幾個層級。最上面是管理層,目的是通過信息化、智能化,實現產業、質量、經營等管理的強能力。其次是執行層面,涵蓋設計、生產、服務等智能決策。再往下是設備層,比如煤礦的生產、物流、檢測等設備,均可實現自動化控制。最下面是基礎框架,包括網絡安全、設備互聯、大數據等保障。”聯想集團副總裁戴煒進一步支招。

對此,延長石油集團副總經理范京道還提醒,綜采裝備運行的穩定性、適應性是智能化開采的應用關鍵。一方面,5G等技術使“萬物互聯”成為可能,讓每一個設備可感知、可控制、可調整,煤炭裝備更具個性化;另一方面,也要注重適應能力,形成“適應于不通過地質條件、開采技術條件礦井的系列成套智能化開采技術與裝備”。


本文關鍵詞:

采煤機 產能 西煤機

責任編輯:曉麗
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