【走進新國企·打卡新坐標(biāo)】“煤海蛟龍”攻克世界級煤礦掘進難題
未來將向非煤領(lǐng)域拓展
未來將向非煤領(lǐng)域拓展
文章來源：人民網(wǎng) 發(fā)布時間：2023-12-01
圖為煤海蛟龍“龍頭”。 中國煤科太原研究院/供圖
《中國能源報》記者近日在國務(wù)院國資委新聞中心、中國新聞網(wǎng)聯(lián)合主辦的“走進新國企·打卡新坐標(biāo)”活動上了解到，由中國煤炭科工集團太原研究院（以下簡稱“中國煤科太原研究院”）自主研發(fā)的我國首套“煤海蛟龍”掘支運一體化快速掘進系統(tǒng)，不僅可解決掘進、支護、運輸不能平行作業(yè)的世界級難題，煤礦掘進工作效率還能提高2-3倍，人員同時減少2/3。目前，“煤海蛟龍”已銷售近100套。未來，“煤海蛟龍”4.0版將進一步拓展市場，向非煤礦山領(lǐng)域邁進。
解決巷道掘進世界級難題
走進中國煤科太原研究院“煤海蛟龍”快速掘進研制車間，呈現(xiàn)在眼前的是一個個超大“工程車”，這些有的是掘錨一體機，有的是錨桿轉(zhuǎn)載機，有的是連續(xù)運輸系統(tǒng)，有的是協(xié)同控制平臺。
“可伸縮的滾筒負責(zé)割煤，通過這幾臺機載的錨鉆裝置進行頂板和側(cè)幫支護，保障人員和設(shè)備安全。割下來的煤塊由這兩個旋轉(zhuǎn)的耙爪撥到中間的運輸帶上面，然后被運到后面的連續(xù)運輸系統(tǒng)上，源源不斷地運出井巷。系統(tǒng)各部分協(xié)同工作，徹底解決了巷道掘進、支護、運輸不能平行作業(yè)的世界級難題。”中國煤科太原研究院黨委副書記、總經(jīng)理宋德軍向《中國能源報》記者介紹，“煤海蛟龍”實現(xiàn)了煤礦巷道掘支運一體化快速掘進。
談及“煤海蛟龍”研發(fā)的初衷，中國煤科首席科學(xué)家、“煤海蛟龍”總設(shè)計師王虹告訴《中國能源報》記者，巷道作為煤炭開采的先行基礎(chǔ)工程，約占煤礦井下采掘工程量的70%-80%，而我國每年新掘巷道13000公里，相當(dāng)于地球的直徑，工程量位居世界第一。安全、高效的綜合機械化采煤問題我國已基本解決，但與之對應(yīng)的綜合機械化巷道掘進仍比較落后，掘進、支護、運輸無法平行作業(yè)，用人多、作業(yè)環(huán)境差，安全問題凸顯，因此，研發(fā)攻關(guān)先進的掘進技術(shù)十分重要。
為了攻克這個世界級難題，中國煤科太原研究院科研人員經(jīng)過10年迭代創(chuàng)新，成功研制出適用多種地質(zhì)條件的“煤海蛟龍”掘支運一體化快速掘進系列成套裝備，并在2014年創(chuàng)造了煤巷掘進月進尺3088米的世界紀(jì)錄。“經(jīng)過技術(shù)不斷迭代，如今，‘煤海蛟龍’4.0實現(xiàn)了半煤巖巷道和超大斷面巷道的安全高效智能掘進，將煤礦掘進設(shè)備的自動化、智能化水平推向新高度。”中國煤科太原研究院軟巖裝備分院副院長張小峰接受《中國能源報》記者采訪時表示。
加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)
早在2012年，中國煤科的科研人員針對國內(nèi)外現(xiàn)有掘進技術(shù)裝備成巷速度慢、用工多、自動化程度低的問題，率先提出了掘進、支護、運輸平行作業(yè)的構(gòu)想，但由于國內(nèi)煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，關(guān)鍵核心元部件研發(fā)難度大，掘進技術(shù)發(fā)展緩慢。
中國煤科太原研究院積極響應(yīng)國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，加強基礎(chǔ)研究，攻克核心技術(shù)。先后投入數(shù)億元資金，建設(shè)了涵蓋機、電、液、智能控制的數(shù)十個試驗系統(tǒng)。包括錨鉆自動試驗裝置、截割試驗裝置、掘進設(shè)備可變坡道、防傾翻等諸多裝置，這是國內(nèi)唯一的先進試驗裝備，填補了國內(nèi)空白。脈動材料疲勞試驗機、軟管壽命試驗機以及液壓系統(tǒng)測試等裝置都已達到世界先進水平。
宋德軍對《中國能源報》記者表示，如今，“煤海蛟龍”滾筒、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵核心元部件均實現(xiàn)自主研發(fā)。“下一步，我們將從創(chuàng)新方面不斷完善實驗室，在原始創(chuàng)新上下功夫，進一步加強基礎(chǔ)元部件研究，提高設(shè)備可靠性。”
因地制宜滿足裝備需求
張小峰表示，我國煤礦巷道掘進工程自然條件差，地質(zhì)情況復(fù)雜，有的礦井底板松軟，重型設(shè)備極容易陷入。“煤海蛟龍”成套裝備重達230余噸，其中單是掘錨一體機就重100多噸，導(dǎo)致其優(yōu)勢無法發(fā)揮。“我們意識到單一設(shè)備不能包打天下，所以，開始研究個性化定制路線，根據(jù)客戶需求因地制宜設(shè)計裝備。”
據(jù)了解，為適應(yīng)不同工況需求，科研人員開發(fā)了10多種掘錨一體機。比如，對頂板、底板和煤體“三軟”特征的煤層，科研人員研發(fā)了小空頂距掘錨一體機，開發(fā)鉆機平臺前移技術(shù)，空頂距可達0.5米，首次實現(xiàn)三軟煤層等復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道掘錨一體化快速施工。
經(jīng)過不斷優(yōu)化，系統(tǒng)的適應(yīng)性也極大提升。目前，“煤海蛟龍”已經(jīng)實現(xiàn)從穩(wěn)定圍巖條件到復(fù)雜圍巖條件的全覆蓋，在不同地質(zhì)條件應(yīng)用已經(jīng)近100套。
陜西陜煤黃陵礦業(yè)公司一號煤礦總工程師王飛對《中國能源報》記者表示，以往，煤礦掘進支護采用錨桿機在井下人工操作，強度大、效率低，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境差，用了這套定制的全自動化新設(shè)備后，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境得到改善。“我們一號煤礦為加速打造智慧化礦井，除了采掘系統(tǒng)實現(xiàn)全面智能化管理，井下瓦斯、水、頂板等災(zāi)害治理方面的裝備也要逐步實現(xiàn)智能化。”
談及“煤海蛟龍”的發(fā)展前景，王虹向記者介紹，“煤海蛟龍”裝備現(xiàn)在已延伸到露天煤礦開采，目前，科研人員正在努力研發(fā)拓展“煤海蛟龍”在非煤礦山、水利、隧道、公路等領(lǐng)域的應(yīng)用。“未來，我們將研發(fā)一套能滿足高產(chǎn)、高效、無人化生產(chǎn)工作面需求的‘煤海蛟龍’，將其打造成像核電站、高鐵一樣向世界展示中國的一張靚麗名片。”
【責(zé)任編輯：石運來】
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