10米超大采(cai)(cai)高智能(neng)綜采(cai)(cai)設備在井下作業。智造(zao)

　　曹家灘煤礦供圖

　　著力破解煤礦采掘失衡難題

　　在一(yi)個年產煤(mei)炭(tan)量超過1000萬噸(dun)的煤(mei)炭(tan)工作面，掘進一(yi)條6000米的采掘巷道需要多長時間？答案是4個月。

　　位于毛烏素沙漠腹地的裝備陜煤集團曹家灘煤礦，借助先進的向升智能掘進裝備，一天可掘進巷道55至65米，智造百姓彩票最新網址有(you)力(li)保障了采煤工作的(de)煤炭開展。日(ri)前，采掘記者來到(dao)曹(cao)家灘煤礦生產一線一探究竟。裝備

　　上午10時許，向(xiang)(xiang)升換上橙黃色工(gong)作(zuo)服(fu)，智造記者(zhe)乘坐特制防(fang)爆車(che)進入礦區(qu)井(jing)下，煤炭約半小時后，采(cai)掘到達地下300米深的裝備(bei)(bei)工(gong)作(zuo)面(mian)。只見煤巷(xiang)中，向(xiang)(xiang)升一(yi)臺(tai)100多米長的掘進裝備(bei)(bei)正旋(xuan)轉著(zhu)滾筒破開煤層，一(yi)邊(bian)向(xiang)(xiang)前掘進，一(yi)邊(bian)支護(hu)巷(xiang)道(dao)。

　　“這臺大(da)家伙是(shi)我(wo)國(guo)自主(zhu)研制的(de)全球首(shou)套(tao)鉆錨一體化智(zhi)能快速(su)掘進(jin)成套(tao)裝備，我(wo)們是(shi)第一家采用的(de)煤礦。”曹家灘煤礦掘進(jin)三隊隊長張(zhang)虎(hu)向記者(zhe)介紹。

　　采(cai)煤(mei)，首先需要掘進巷道(dao)(dao)。煤(mei)礦運輸(shu)、通風、行人等(deng)有了必要通道(dao)(dao)，接(jie)著才能(neng)開采(cai)煤(mei)炭。

　　這套裝備有何不同？張虎大步登上臺階，百姓彩票領著(zhu)記者走到(dao)了鉆錨裝置前。“只(zhi)要按一下，錨桿就(jiu)會自動(dong)打(da)入煤層，不到(dao)3分鐘就(jiu)能打(da)上一根。”他指著(zhu)操作按鈕說。

　　打入(ru)錨(mao)桿(gan)為(wei)的(de)是支護煤層(ceng)。煤巷埋深常達幾百米，掘(jue)進時想(xiang)要確(que)保兩側煤幫和上方巖層(ceng)不塌方，有(you)效(xiao)的(de)支護至關重要。

　　拿起(qi)一根錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)(gan)，一旁的中國煤(mei)炭科工(gong)(gong)集團（以下簡稱(cheng)“中國煤(mei)科”）工(gong)(gong)程師王(wang)子(zi)越說起(qi)了(le)“一鍵打錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)(gan)”的高效：傳統的支(zhi)(zhi)護作(zuo)業，先要用鉆(zhan)桿(gan)(gan)(gan)打出(chu)鉆(zhan)孔(kong)，卸下鉆(zhan)桿(gan)(gan)(gan)后，再(zai)將錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)(gan)打入鉆(zhan)孔(kong)中，然后加(jia)固和支(zhi)(zhi)護圍巖(yan)。打鉆(zhan)桿(gan)(gan)(gan)、裝錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)(gan)輪(lun)番上陣(zhen)，一次要6道(dao)工(gong)(gong)序。而采用鉆(zhan)錨(mao)(mao)一體化自動支(zhi)(zhi)護方(fang)法，鉆(zhan)桿(gan)(gan)(gan)即錨(mao)(mao)桿(gan)(gan)(gan)，6道(dao)工(gong)(gong)序變(bian)1道(dao)，革(ge)新了(le)巷道(dao)支(zhi)(zhi)護工(gong)(gong)藝(yi)。

　　張虎接過話茬：“過去，支護作業需要兩個人配合，一個班次10多個人下井，一個人打鉆桿，另一個打錨桿，百姓彩票網耗時(shi)長不說，作業勞動強度(du)(du)也比較大(da)，如今(jin)工(gong)作效率(lv)高了，作業強度(du)(du)大(da)幅降低。”

　　順著礦燈(deng)，記者看到，煤幫上整齊均勻排列著打(da)入的錨(mao)桿，牢牢支撐住(zhu)這(zhe)個地(di)下300米的開闊巷道。

　　鉆錨一體化(hua)智(zhi)能快速掘(jue)進(jin)技(ji)術裝備，簡(jian)化(hua)了支(zhi)護流程(cheng)，提升了巷道支(zhi)護速度。該(gai)技(ji)術裝備研發(fa)項目執行負責人、中國煤科首席科學家(jia)姜(jiang)鵬飛介紹，傳統綜掘(jue)機掘(jue)進(jin)一個(ge)月只能掘(jue)進(jin)200米左(zuo)右，如今每月能掘(jue)進(jin)1500米以上(shang)。

　　巷道掘(jue)進提速為何重(zhong)要？

　　“因為(wei)它可以(yi)破(po)解煤礦(kuang)采(cai)掘失衡難題(ti)。”中(zhong)國(guo)煤科科技委主任、中(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)院(yuan)士(shi)康紅普解釋，“我國(guo)90%以(yi)上的煤礦(kuang)為(wei)井工(gong)礦(kuang)，而井下開采(cai)必須(xu)先掘巷(xiang)道。如今，采(cai)煤工(gong)作面自動化、智能化程度較高(gao)，相比之下，巷(xiang)道掘進(jin)拖(tuo)了后腿，成為(wei)煤炭行業(ye)安(an)全、可持(chi)續發展的瓶頸(jing)。”

　　“曹家(jia)灘煤礦(kuang)井下地質條(tiao)(tiao)件相對簡單，我(wo)們希望用(yong)3到(dao)5年(nian)時間，改造(zao)完善技術裝備，讓它應用(yong)到(dao)復雜地質條(tiao)(tiao)件中去，在更多(duo)礦(kuang)區、更大范圍(wei)解(jie)決巷道(dao)掘進‘卡脖子(zi)’問題。”康紅普說。

　　跟著中(zhong)國煤(mei)科首席科學家(jia)張金(jin)虎，記者又來到曹(cao)家(jia)灘10米超大采高智(zhi)能(neng)綜采工作(zuo)面。

　　抬頭仰望，煤(mei)壁(bi)比3層樓還高。機器轟鳴(ming)，采煤(mei)機舉起兩(liang)個直(zhi)徑4.8米的截割滾筒(tong)旋(xuan)轉(zhuan)，滾滾“烏金”從煤(mei)壁(bi)傾(qing)瀉而(er)下，再通(tong)過刮(gua)板輸送機、皮(pi)帶機等源源不斷地被(bei)送往地面(mian)煤(mei)倉(cang)。

　　采煤(mei)工作面為何要提高(gao)到10米？

　　張金虎告訴記者，10米(mi)左右的(de)特厚煤(mei)層是(shi)我(wo)國煤(mei)炭保供的(de)重要資源。以往采(cai)(cai)煤(mei)一次開(kai)(kai)采(cai)(cai)，最大只能到達8米(mi)多。為了盡(jin)可能采(cai)(cai)完特厚煤(mei)層，煤(mei)炭人只能通過多次分層開(kai)(kai)采(cai)(cai)或放(fang)頂煤(mei)開(kai)(kai)采(cai)(cai)。但這種方(fang)式(shi)在一次開(kai)(kai)采(cai)(cai)后(hou)，余(yu)下的(de)煤(mei)層開(kai)(kai)采(cai)(cai)難度大，開(kai)(kai)采(cai)(cai)成本高。用放(fang)頂煤(mei)工藝開(kai)(kai)采(cai)(cai)，又(you)存在頂部石頭(tou)混雜進(jin)來影響(xiang)煤(mei)質的(de)問(wen)題。

　　“提升(sheng)煤炭(tan)開采效益，需(xu)要更(geng)(geng)大采高、更(geng)(geng)智能的煤炭(tan)開采技術與裝備(bei)。”張金虎說。

　　2023年11月，在曹家(jia)灘煤(mei)礦，世界(jie)首(shou)創10米(mi)超大(da)采(cai)(cai)高智能綜采(cai)(cai)工作面(mian)及配套設備重載試運轉成功，并(bing)采(cai)(cai)出第一(yi)刀煤(mei)，我(wo)國煤(mei)炭一(yi)次(ci)采(cai)(cai)全高跨(kua)入10米(mi)大(da)關。

　　“有(you)了(le)這臺(tai)‘采煤利器’，我們單(dan)個工作面煤炭年(nian)產(chan)量能從現(xian)在的1300萬噸(dun)提高到2000萬噸(dun)以(yi)上，產(chan)能提升50％以(yi)上，煤炭資源回收率提高10%以(yi)上。”曹家(jia)灘礦業有(you)限公司副總經理韓存(cun)地說(shuo)。

　　然而(er)，在地(di)下300米挖出10米高的(de)超大(da)空間，采煤工作(zuo)面上覆巖層(ceng)和(he)煤壁面臨著(zhu)巨大(da)的(de)壓力。

　　“8米以上，采(cai)高(gao)(gao)提高(gao)(gao)哪(na)怕10厘米，巖層和(he)煤(mei)壁(bi)控制難(nan)度都(dou)會急劇提升(sheng)。”張金(jin)虎說，10米超大采(cai)高(gao)(gao)國內外都(dou)沒人做過(guo)，科研(yan)人員(yuan)闖(chuang)入(ru)煤(mei)炭開采(cai)裝備設計、研(yan)發(fa)的(de)“無人區”，在煤(mei)礦支護、采(cai)煤(mei)、運輸(shu)裝備等方面，突破了一個(ge)個(ge)難(nan)題。

　　采煤工作面(mian)上(shang)，記者看到，100多臺液(ye)壓支(zhi)架(jia)(jia)牢(lao)牢(lao)撐起了工作面(mian)的(de)(de)頂板(ban)，伸展的(de)(de)護臂頂住(zhu)了前(qian)方的(de)(de)煤壁。這里每個液(ye)壓支(zhi)架(jia)(jia)重達120噸(dun)(dun)，具(ju)有約(yue)2900噸(dun)(dun)的(de)(de)支(zhi)護能力。

　　從(cong)8米(mi)多(duo)到10米(mi)，提(ti)升(sheng)的(de)不(bu)僅僅是1米(mi)多(duo)的(de)支(zhi)護(hu)高(gao)度(du)，更帶動(dong)了煤(mei)炭(tan)開采裝備(bei)基礎材料、加工設備(bei)、技(ji)術(shu)工藝、認知理(li)念等全(quan)方位躍升(sheng)。

　　應用需求推動技術進步

　　煤炭采(cai)掘裝(zhuang)備創新，是(shi)一(yi)次制(zhi)造向(xiang)“智(zhi)造”升級的探索(suo)。

　　走進曹(cao)家灘(tan)煤礦(kuang)安全生產指(zhi)揮中心，大屏幕(mu)上，礦(kuang)井采(cai)、掘(jue)、機、運等各(ge)個生產環節的運行情況清晰(xi)可見(jian)。

　　“即便沒有下(xia)(xia)井，我也能(neng)對井下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)動態了如指掌。”韓(han)存(cun)地(di)向記者介紹曹家灘煤礦(kuang)的(de)(de)(de)(de)管(guan)控平臺：點(dian)擊“支(zhi)護質量智能(neng)監測系統(tong)”，可見每一(yi)個(ge)支(zhi)架的(de)(de)(de)(de)推進速度、壓力等信(xin)(xin)息(xi)；再看“人員精(jing)確定位(wei)系統(tong)”，井下(xia)(xia)工(gong)作(zuo)總人數，每位(wei)工(gong)人的(de)(de)(de)(de)位(wei)置、狀態等信(xin)(xin)息(xi)一(yi)目了然。

　　韓存地告(gao)訴記(ji)者，工作(zuo)(zuo)面(mian)上裝(zhuang)有(you)裝(zhuang)備傳(chuan)感器上萬個(ge)、攝像頭(tou)1000多(duo)個(ge)，10米超大(da)采(cai)高智(zhi)能綜(zong)采(cai)成套技術(shu)與裝(zhuang)備擁有(you)復(fu)雜的(de)智(zhi)慧“大(da)腦”。智(zhi)能技術(shu)賦能，該工作(zuo)(zuo)面(mian)具備了在線監(jian)測(ce)(ce)、一(yi)鍵啟(qi)動、遠程控(kong)制及記(ji)憶(yi)割煤、煤流量實(shi)時監(jian)測(ce)(ce)等功能。

　　隨著掘進深入，巷道(dao)會出現變形，如(ru)何(he)監測(ce)？科研人(ren)員在硬件(jian)、軟件(jian)兩方面(mian)齊發(fa)力，開發(fa)出“耳(er)聰目明”的動態(tai)(tai)監測(ce)系統。掘進時，裝(zhuang)備能實時監測(ce)圍巖變形情(qing)況，幫(bang)助(zhu)后期掘進工作(zuo)面(mian)動態(tai)(tai)調整支護參數。

　　得(de)益于(yu)裝備的(de)自動化、智能(neng)化，以往皮帶班一(yi)次下井要20多人(ren)，現在只需要5到(dao)6人(ren)就(jiu)能(neng)完成作業(ye)。“出炭(tan)不(bu)(bu)出炭(tan)，就(jiu)看電(dian)機轉不(bu)(bu)轉。我們(men)越發認(ren)識到(dao)，智能(neng)綜采技術與裝備的(de)性能(neng)和(he)水平，是決定(ding)現代化煤礦生產效能(neng)的(de)關(guan)鍵(jian)因素。”韓存地說(shuo)。

　　“應用需(xu)求(qiu)(qiu)是技術(shu)進步(bu)的重要推(tui)動力。”康紅普說，以10米超(chao)大(da)采(cai)高(gao)(gao)智能綜采(cai)成套技術(shu)與(yu)裝備(bei)研(yan)(yan)發為例，起初，考(kao)慮到研(yan)(yan)發難度，科研(yan)(yan)人(ren)員(yuan)把目標定在(zai)9米。曹(cao)家灘煤礦從(cong)生(sheng)產需(xu)求(qiu)(qiu)出發，聯合論證了(le)研(yan)(yan)發10米超(chao)大(da)采(cai)高(gao)(gao)智能綜采(cai)成套技術(shu)與(yu)裝備(bei)的必要性。煤礦技術(shu)人(ren)員(yuan)根據現(xian)場經驗，破(po)解了(le)10米超(chao)大(da)采(cai)高(gao)(gao)工作面(mian)液壓支架(jia)入井難問題。

　　從事煤炭開(kai)采技(ji)術裝(zhuang)備研發(fa)30多年(nian)，康紅普(pu)下(xia)過的(de)礦井多得數不過來。他告(gao)訴記者，現代(dai)化的(de)礦井告(gao)別低(di)矮狹窄和臟(zang)、亂(luan)、危險等環境，智能綜采技(ji)術與裝(zhuang)備發(fa)揮(hui)了(le)重(zhong)要的(de)作(zuo)用。

　　為產業轉型升級注入動能

　　近年(nian)來，隨著(zhu)設計、生產、工藝等水平不斷提升，我國(guo)高端裝備及技術(shu)取得一系列重大突(tu)破(po)，為產業(ye)(ye)轉型升級和(he)戰略性新(xin)興產業(ye)(ye)發展注入了強勁動能。

　　只需(xu)2秒鐘(zhong)左(zuo)右，脈沖激光束就能(neng)完成孔徑(jing)不到0.5毫米的(de)微孔加工(gong)。這是(shi)華工(gong)科技新研制(zhi)的(de)航空發(fa)動機熱端關鍵零(ling)部件激光加工(gong)裝備(bei)所具備(bei)的(de)能(neng)力。

　　微(wei)孔加工(gong)有何價值？華工(gong)激(ji)光(guang)三維五軸產(chan)品線總工(gong)程師胡軍巍介紹(shao)，航空發動機(ji)的燃(ran)燒(shao)室工(gong)作時，溫(wen)度最(zui)高可達2000攝氏度左(zuo)右，為了(le)提高發動機(ji)的推重比，防止零(ling)部件“熔化(hua)”，需要(yao)激(ji)光(guang)加工(gong)極小直徑、特(te)殊角度的氣膜孔，做成冷(leng)卻(que)空氣層進(jin)行冷(leng)卻(que)降溫(wen)。由(you)于沒有完(wan)全掌握相關(guan)工(gong)藝，這(zhe)一度是制約我國航空發動機(ji)、燃(ran)氣輪機(ji)產(chan)業鏈發展的瓶(ping)頸之一。

　　根據熱(re)端部件(jian)的(de)特點，華工科技(ji)聯合華中科技(ji)大(da)學、無錫乘風等多家單位，突破一系列關(guan)鍵(jian)核心技(ji)術，研制出(chu)這臺激光加(jia)工裝備，讓發動(dong)機在快速(su)降溫的(de)同時，又能(neng)給關(guan)鍵(jian)部位穿上“保(bao)護衣”，有效提升(sheng)了我(wo)國航(hang)空發動(dong)機關(guan)鍵(jian)零(ling)部件(jian)加(jia)工水平。

　　作為新型儲(chu)能(neng)技術(shu)(shu)，壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)儲(chu)能(neng)具有(you)規模大、壽命長、安全性高(gao)等優點(dian)，其中(zhong)，壓縮(suo)機和膨脹機又是壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)儲(chu)能(neng)系統(tong)中(zhong)的關鍵核心(xin)(xin)技術(shu)(shu)裝備。歷經多年研(yan)發，中(zhong)國(guo)科學院工程(cheng)熱物理研(yan)究(jiu)所團隊攻克(ke)了(le)一系列關鍵核心(xin)(xin)技術(shu)(shu)，研(yan)制(zhi)出300兆瓦級(ji)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)儲(chu)能(neng)系統(tong)壓縮(suo)機和多級(ji)寬負荷膨脹機，并實(shi)現落地應用。

　　中關村儲(chu)(chu)能產業技(ji)術聯盟理事(shi)長陳海生說：“裝備的突破，有助于(yu)引領先進(jin)壓縮(suo)空(kong)氣儲(chu)(chu)能技(ji)術，贏得儲(chu)(chu)能產業發展(zhan)先機。”

　　高端(duan)裝(zhuang)備(bei)(bei)研發，往往涉及機械、電(dian)子(zi)、材料等(deng)多學科(ke)，單(dan)憑(ping)一(yi)家單(dan)位不容易完成。近年來，我(wo)國高端(duan)裝(zhuang)備(bei)(bei)創新(xin)成果不斷涌現，驅動力(li)來自哪里(li)？康紅(hong)普認(ren)為(wei)，當(dang)前，新(xin)一(yi)代信息技(ji)術、人工智(zhi)能、新(xin)材料等(deng)與生產(chan)制造(zao)正(zheng)加速融合(he)，為(wei)高端(duan)裝(zhuang)備(bei)(bei)的進一(yi)步(bu)升級打開發展(zhan)空間。

　　挺起(qi)制造業(ye)“脊梁”，打開產(chan)(chan)業(ye)升級新空(kong)間。從改造提升傳統(tong)產(chan)(chan)業(ye)到(dao)培(pei)育(yu)壯大新興(xing)產(chan)(chan)業(ye)，再(zai)到(dao)推動現代化產(chan)(chan)業(ye)體系建設，高端(duan)裝備的支撐作用正(zheng)不斷顯現。（喻思南(nan)）