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高端采煤装备国产化取得新突破

中国能源报 2019-08-14 10:08:34

4米多高、近10米长的“钢铁”身材,坚硬而不失灵活。一左一右两只“手臂”足足接近5米,臂前各装有1个巨型滚筒,形似布满利齿的风火轮。眼前这个庞然大物,是刚刚问世的全球首台8.8米超大采高智能化采煤机(下称“8.8米采煤机”),从设计、研发到制造均由我国自主完成,可实现8.8米一次性采全高,预计年产能为1800万吨。

近日,由中国工程院院士王国法、王双明等专家组成的评审组,一致同意西安煤矿机械有限公司(下称“西煤机”)自主研发的8.8采煤机通过出厂评审,可进行井下工业性试验。而除了专家,评审现场也聚集着来自国家能源、中煤、兖矿等多家主要煤企的负责人。吸引他们的,不仅是设备本身,更是对高端采煤装备国产化的高度关注。

“煤炭行业有句老话,叫做‘兵强马壮有战场’,‘马壮’就是指采煤装备水平。可以说,没有采煤装备的现代化,就没有煤炭工业的现代化。”中国煤炭工业协会名誉会长王显政对此表示。

“从零开始” 一步步做到整机自主生产

记者了解到,首台8.8米采煤机将应用于国家能源集团神东上湾煤矿,计划月底运送下井。而此前,受到技术、装备等条件不足的影响,无法最大限度将资源“吃干榨尽”,这块优质煤田一度被搁置许久。

“高端采煤机是综采装备的关键组成,也是其中最突出的一块短板。有了这套装备,可解决6-8米以上煤层超大采高难题。”王国法表示,能够按照超大采高智能化要求、实现最新技术应用,既是突破,也实属不易。

作为主创者,西煤机产品设计研究所副所长赵书斐更有感触。“往前数10-15年,我国煤机产品还只能跟跑。国外出哪种机型、我们跟着做什么。基础理论、设计水平、软硬件等差距较大,设备故障也很多。现在可以根据矿井要求量身定制,国产化装备水平越来越高。”

以最基本的材料为例,赵书斐告诉记者,由于机型大,若选材不当,设备自重就会非常高。而大部分功率浪费在设备本身,很容易把自己压垮。为此,必须寻找一种理想的轻量化材料,既能适应井下工况、满足开采条件,也可在保障刚度、强度的同时实现减负。“说白了,这种材料买不来。原料调制、成分配比、工艺流程等过程均是自主完成,光一项就历经漫长过程。开发时,比这更大的难关比比皆是。”

而这样一台设备的产生,还只是我国煤机装备由“受制于人”到“自主创新”的缩影。“2015年左右,我们带着一批矿长去澳大利亚培训,大伙儿看到设备就惊了,实实在在感到差距。”兖矿一位负责人记忆犹新。

差距之余,对于进口设备的依赖,还一度导致国内企业多处受限。除了价格贵、维修难等制约,国外厂家为规避风险,接到订单后才组织生产,交货期长达十几个月。为不影响生产,煤矿只能多备配件、超前储备,稍有不慎就成了“死库存”。

“为摆脱依赖,我们基本是从零开始。从一个齿轮、一个阀门,到大型部件、关键部件各个击破,在具备条件之后尝试整机生产。”赵书斐等多位亲历者纷纷表示。

人均效率提高近10倍 但也存在短板待补

如今,采煤装备国产化发展如何?

王显政用一组数字予以说明:1949年,我国煤炭年产量为3250万;到2018年,该数字升至36.8亿吨,增长近百倍。同时,煤矿数量由最多时候8万余处减至5800处,人均生产效率由100多万吨/年增至1000吨/年,煤矿百万吨死亡率由超过9%降至0.09%。“其中,装备水平的提升功不可没。目前,大型煤矿的采煤机械化程度达到97.9%、掘进机械化程度达到56%,部分矿井的年人员效率甚至有1万-2万吨。”

在此过程中,个体企业更是受益。神东公司机电管理部经理贺海涛透露,早前依赖进口,设备价格逐年提高,采购谈判也越来越难,“国外厂家每年要提价3%-7%”,且公司所压的库存资产最高达到60多亿元。

“2000年以来,我们先后与138个国内厂家合作推进高端开发,累计节约各类进口采购资金60多亿元。以大型进口采掘类设备为例,平均采购周期由8-12个月降至3-5个月,后服务时间也大大缩短。在打破垄断的同时,部分产品性能达到国际领先水平。”贺海涛称。

而在取得进展的同时,多位专家也表示,部分短板尚待补齐。例如在我国,薄煤层资源量占比20%左右,产量比重仅约7%。“相当一部分开采正由中厚、厚煤层向薄煤层转移,尤其东部矿区需求急迫。积极提高这部分装备水平是重点之一。”王显政列举。

赵书斐认为,成本控制也值得关注。“毕竟不是每个矿井都像神东那样先进。对于大部分企业而言,发展仍受限于成本。这就考验我们,如何在全生命周期之内降低成本,让更多企业用上既高端、又买彩票平台app的设备。”

不止一位人士还提到,成套设备虽有突破,部分关键、核心部件仍依赖进口。“不是国内企业做不出,而是质量确实有差距。特别在井下极限工况,一旦出现问题维修很麻烦,停工带来的损失可能比设备本身还贵,更重要是买彩票平台app问题牺牲不起。所以,我们宁愿选更贵的进口部件。”一位企业负责人坦言,起码在关键元件上,国产化的步子仍待跟上。

全方位、全流程的智能化是未来方向

“装备是煤炭行业生产力水平不断提升的基础和载体。我认为,现有进展难能可贵,尤其整机方面已走在领先位置。但我们也要充分认识到,未来发展、特别是智能开采和智能矿山建设的长期性、艰巨性。”王显政进一步指出。

王显政提出,“智能化”无疑是未来方向所在。“近几年,不少企业纷纷实施同步数据网、大容量光纤等基础设施建设,部分设施也已实现‘无人值守’状态。但是,我国的智能矿山建设仍处起步阶段,要完全达‘智能’标准,目前还有不小难度。”

围绕下一步工作,王显政表示,智能矿山的概念需要不断深化、不断完善,其建设应是全方位、全流程的自动化,而不单单是生产系统升级。“比如,我们的开采水平一直在进步,掘进系统整体差距却相对较大。在开采系统的基础上,其他系统、装备的智能化也要同步跟上。”

全方位、全流程的智能化在哪里?记者了解到,包括西煤机在内的多家装备、生产企业,目前均在积极尝试5G、云计算、物联网等数字化解决方案。“如果把煤矿看作一座城市,发展可以分为几个层级。最上面是管理层,目的是通过信息化、智能化,实现产业、质量、经营等管理的强能力。其次是执行层面,涵盖设计、生产、服务等智能决策。再往下是设备层,比如煤矿的生产、物流、检测等设备,均可实现自动化控制。最下面是基础框架,包括网络买彩票平台app、设备互联、大数据等保障。”联想集团副总裁戴炜进一步支招。

对此,延长石油集团副总经理范京道还提醒,综采装备运行的稳定性、适应性是智能化开采的应用关键。一方面,5G等技术使“万物互联”成为可能,让每一个设备可感知、可控制、可调整,煤炭装备更具个性化;另一方面,也要注重适应能力,形成“适应于不通过地质条件、开采技术条件矿井的系列成套智能化开采技术与装备”。

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