全斷面高效快速掘進系統地面組裝全景
2015年農歷新年,在鬧新春的陜北秧歌聲、鑼鼓聲響徹云霄之際,共和國首個2億噸級煤炭生產基地——神東礦區又傳來喜訊:由神華神東煤炭集團公司自主創新研制的煤海“蛟龍號”——世界首套全斷面高效快速掘進系統又創新紀錄。
據介紹,這套全斷面高效快速掘進系統在工業性試驗中運行日益穩定,在去年創造月進3088米好成績的基礎上,今年新春佳節期間小班、圓班進尺紀錄不斷刷新,不僅日進尺連日穩定在135米以上,而且2月24日四點班掘進66米,25日零點班掘進70米,圓班掘進136米,創造了生產新紀錄;2月25日再破前日新紀錄,四點班掘進76米,26日零點班掘進82米,圓班掘進158米。這意味著,該系統實際已經達到月進4000米以上乃至4700米新水平,這將成為神東礦區開發30周年的一份大禮。
煤海“蛟龍”演繹“中國好故事”
中國自行設計、自主集成研制的具有世界先進水平的第一臺試驗載人深海潛水器“蛟龍號”,曾經令五洲四海“當驚世界殊”。神華神東自主創新研制的具有世界先進水平的全球首套全斷面高效快速掘進系統,堪稱中國煤炭工業的第一臺煤海“蛟龍號”。
這臺煤海“蛟龍號”,正在演繹別樣的“中國好故事”,讓世界煤業舞臺的七彩燈光,再次聚焦中國的首個2億噸煤炭生產基地,聚焦全球當代煤業的科技創新高地。
據了解,全斷面高效快速掘進系統的全稱,是煤礦全煤巷大斷面全斷面高效快速掘進系統。目前它主要是針對煤礦大斷面全煤巷而研制。縱觀全球,工業化井工煤礦井下的全煤巷巷道掘進,經歷過炮掘、綜掘、連采技術工藝階段,而全斷面高效快速掘進系統的研發,追求的是新階段的高技術“極致”,具有里程碑式的革命性意義。
神華神東之所以敢于追求同領域的“極致”目標,一方面是基于國內外信息化、數字化、智能化時代形成的大量高科技成果,一方面是基于神東自身多年堅持走新型工業化道路形成的強烈的創新意識,以及在工業化、信息化“兩化”融合中創造的具有國內外先進水平的系列科技成果。
全斷面高效快速掘進系統由神華集團立項,神東煤炭集團公司董事長張子飛直接主導并親自提出設備研發方向和設計制造理念、概念,聯合中國煤炭科工集團太原研究院、沈陽北方重工集團共同開發,歷經18個月科研攻關完成設計制造,于2014年5月20日開始在神東進行地面組裝調試。
2014年5月29日,全斷面高效快速掘進系統井下工業性試驗啟動儀式在神華神東舉行。6月18日,整套系統零部件運抵大柳塔煤礦井下連采三隊工作面組裝試運行。
全斷面高效快速掘進系統由掘進機系統和后配套系統兩部分組成,掘進機系統主要由截割系統、裝運系統、行走系統和臨時支護系統四部分組成,后配套系統由履帶行走跨騎式十臂錨桿鉆車、可彎曲膠帶轉載機、邁步式自移機尾、破碎機和自移動力站五部分組成。系統集全斷面連續切割技術、自動定位、無線遙控技術、快速裝運、機載除塵、機載錨桿鉆機、調車等功能于一體。
項目合作方、中國煤炭科工集團太原研究院院長張彥祿介紹說,該系統的最大亮點,是把過去傳統的掘進、運輸、支護、除塵等多道工序分步實施工藝,通過新技術裝備有機整合在一起,有效解決了掘進、打錨、支護、運輸等多項工藝的同步進行、連續作業問題,實現了掘錨平行作業、多臂同時支護、連續破碎運輸、長抽短壓濕式通風和智能遠程操控等高效一體化運行,第一次在煤礦井下掘進作業面實現真正意義的綜合掘進機械化。整套系統及核心技術填補了國際國內的空白。它使大斷面25平方米巷道掘進做到掘支同步、一次成型,掘進速度每分鐘0.3米,運輸能力每小時1500噸,可實現50米無線遙控,達到日進150米、月進4000米以上,成巷速度提高4倍多。該系統既全方位強化了施工人員的安全及健康保障,又顯著減少了井下掘進作業人員,并減輕了人員的勞動強度。
據神東煤炭技術研究院項目研發協調人員介紹,全斷面高效快速掘進系統擁有完全的自主知識產權,至少可以申請15項以上的國家專利,目前已就2個項目向國家專利授權機關提出了申請。
全球視野譜寫科技創新華章
作為神華近年最重大、最耀眼的科技創新項目之一,全斷面高效快速掘進系統的研制,是神華神東堅定貫徹黨的十八大提出的深化科技體制改革,推動科技和經濟緊密結合,加快建設國家創新體系,著力構建以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創新體系精神,積極適應新形勢、新常態發展需要而實施的戰略舉措。
同時,這也是神華神東堅持開辟煤礦新型工業化道路,秉持“高起點、高技術、高質量、高效率、高效益”的“五高”建設方針,按照“生產規模化、技術現代化、管理信息化、隊伍專業化”的“四化”建設模式,充分發揮企業創新主體作用,大力實施創新驅動發展戰略,著力構建以2億噸煤炭生產基地為高地、以全球最大千萬噸礦井群為核心、具有世界先進水平的安全高產高效現代化煤炭生產新技術體系的重要成果。
全斷面高效快速掘進系統的井下工業性試驗選擇大柳塔煤礦也別有深意。因為該礦是神東、神華乃至全國、全世界千萬噸礦井的搖籃和發祥地,近年的“安全、綠色、智能”數字化世界一流示范礦井建設備受矚目,掘進系統在該礦應用成功,必將成為神東建設世界領先的清潔煤炭生產商、大柳塔煤礦保持領先世界煤業20年地位的新引擎。
據介紹,開發建設始于1985年的神東礦區,在歷經20多年的快速發展后,隨著企業規模、系統的擴大和煤炭開采深度、難度的加大,人員增多、成本增加、效率下降、效益下滑等矛盾日益突出。
尤其是作為煤炭生產探路尖兵、開路先鋒,肩負采煤接續正常化保障重任的巷道掘進隊伍,矛盾更為集中。神東公司礦井巷道掘進的主要工藝,有連續采煤機掘進、掘錨機掘進和綜掘機掘進三種方式。其中,連續采煤機月平均進尺1200米,掘錨機月平均進尺800米,綜掘機月平均進尺400米。隨著礦區產量的逐年遞增,回采規模的不斷擴大,而掘進單進水平卻得不到相應的提高,導致礦井掘進隊伍日益增多,而且還有繼續增加的趨勢。最具神東掘進專業化特色模式的開拓準備中心,加上17座礦井中的16座井工礦井,掘進隊已達90支,逼近歷史新高。人數及掘進成本更是成倍增加,而掘進效率、單進水平、經濟效益等卻不斷降低。特別是掘進隊伍的大幅度增加,造成井下施工點多、面廣、戰線長、人員密度較大等諸多問題,對安全生產構成較大壓力。
神華、神東兩級公司高層認定破解錯綜矛盾、提升發展水平的路徑必須依靠科技創新。研發全斷面高效快速掘進系統的重大科技創新項目課題,歷史性地提上了神東人的日程。通過這個項目,神東人成功地鑄造了又一個新的“中國之最”“世界之最”。
全斷面高效快速掘進系統“蛟龍號”,從歷時18個月的成功研制到至今9個多月的工業試運行實踐,是一個持續再創新的過程,其間曾經遭遇一系列技術難題,最終都被成功破解。這一開創性的工業實踐,得益于神華及神東兩級公司決策層的強力主導、指導、推進,神東煤炭技術研究院、大柳塔煤礦及協作廠商等方面廣大科技人員及參與研制、組裝、試運行工作的干部、工人都為之付出了辛勤的汗水。
神華神東創新的掘進系統具有重要的戰略意義,對推進我國煤炭工業乃至其它行業的技術進步、產業革新、裝備制造業水平提升等具有重要的驅動作用。3月份以來,掘進工作面地質結構有了較大變化,整套設備面臨著要搬遷新工作面巷道的局面。面對新形勢,神東公司及大柳塔煤礦、連采三隊做足了克服各種困難的準備,他們期待著在搬進新工作面之后繼續創造更好的新業績。
奮進在創新路上的神東煤海“蛟龍號”掘進系統,正全力譜寫科學發展新篇章!
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