刊登于2017年11月20日中國煤炭報4版

——西安煤礦機械有限公司科技創(chuàng)新工作紀實

●本報記者 孫楓凱    通訊員 蔡彥軍

 11月16日，陜煤集團西安重裝西安煤礦機械有限公司制造的國產(chǎn)首臺（套）高性能8米大采高采煤機通過出廠評審，將赴神華神東公司補連塔煤礦井下試用。此前，西安煤機公司制造的國產(chǎn)首臺（套）高性能7米大采高采煤機已在神東公司大柳塔煤礦井下試用成功。“兩臺采煤機，開辟新天地，成了我國進口采煤機國產(chǎn)化替代，實現(xiàn)高端采煤機國產(chǎn)化的代表。”西安煤機公司總經(jīng)理楊會武說。

 煤礦的需求就是企業(yè)的責任

 西安煤機公司走的這條進口采煤機國產(chǎn)化替代的路子，源于神東公司的迫切需求。

 神東公司的煤礦大部分都是千萬噸級安全高效礦井，對煤機檢修標準要求較高，而國產(chǎn)采煤機在質(zhì)量、性能、可靠性等方面，達不到神東公司的要求，存在故障率高、檢修時間長、耽誤生產(chǎn)等問題。所以，神東公司的煤礦自投產(chǎn)以來一直都使用進口采煤機。就全國而言，90%的煤礦用的是國產(chǎn)采煤機，10%的煤礦用的是進口采煤機。

西安煤機公司總工程師趙友軍介紹，進口采煤機比國產(chǎn)采煤機的售價要高一倍多。購買進口采煤機時，要預先付款，采購大量配件做庫存。配件的種類很多，在使用采煤機時，有的配件壞，有的配件不壞，造成配件大量積壓，而這些配件都有使用期限，過期報廢，浪費嚴重。

“長期以來，國內(nèi)煤炭企業(yè)關鍵性采煤設備都依賴進口，這直接導致了采購成本的增加，特別是在當前國內(nèi)煤炭需求放緩的情況下，加快推進高端采煤機國產(chǎn)化步伐勢在必行。”在雙方戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式上，時任神東公司董事長的張子飛說。

作為一個有著60多年歷史，與共和國一同成長起來的煤炭裝備制造“國家隊”，早在1983年，西安煤機公司就研發(fā)了我國首臺大功率無鏈牽引雙滾筒MAX-300型采煤機。

近年來，西安煤機公司始終將科技創(chuàng)新作為企業(yè)發(fā)展的核心動力，以“全力打造中國采煤機領軍品牌及建設具有國際競爭力的一流煤機裝備制造企業(yè)”為目標，目前已經(jīng)是國內(nèi)采煤機出口數(shù)量最多的企業(yè)。

西安煤機公司先后獲得國家級、省部級科學技術獎勵20多項，擁有國家授權專利百余項。國家能源煤礦采掘機械裝備研發(fā)（實驗）中心采煤機中心就落戶在西安煤機公司。

西安煤機公司輝煌的歷史和實力贏得了神東公司的信任。神東公司選擇西安煤機公司，共同實施進口采煤機國產(chǎn)化替代產(chǎn)品的研制。

 進口采煤機國產(chǎn)化，立項于2011年，2012年正式啟動。

 啟動后，他們從進口采煤機維修開始，從易損件、小零件到大部件制造，一步步做，2016年開始做進口采煤機整機替代制造，歷盡了艱辛，取得了突出的成果。

 零部件先行，大殼體突破

 2012年，該公司開始著手進口采煤機市場調(diào)研和技術資料儲備，通過對神東、神南、平朔、淮南等煤礦現(xiàn)場考察，組織對各進口機型采煤機關鍵技術及材料進行對標，與科研院校開展合作。

 西安煤機公司通過改良殼體材料、鑄造工藝及熱處理，提高了殼體、齒輪等關鍵件材料的綜合力學性能。該公司現(xiàn)代化工業(yè)園高精尖設備的投用，使得殼體、齒輪等零件的尺寸精度、形位公差、粗糙度以及熱處理性能得到全面提升，從而提高了采煤機內(nèi)在質(zhì)量，確保了零部件使用過程中對強度、韌性、耐磨性等力學性能的要求，大大提高了采煤機的可靠性。近年來，他們研發(fā)的齒軌輪、導向滑靴、行走箱、搖臂等國產(chǎn)化零部件乃至整機先后投入使用，技術性能指標已接近或部分達到進口產(chǎn)品水平。

 采煤機殼體的國產(chǎn)化至關重要。國產(chǎn)采煤機鑄造大殼體不耐磨，強度不夠。為了解決這個問題，西安煤機公司與神東公司一起，在全國進行相關材料的調(diào)研，最終選定了國內(nèi)一家企業(yè)，通過對進口殼體化驗、多方分析、多次進行成分調(diào)整、工藝方法探索，于2014年共同研究開發(fā)出了高端鑄造殼體。原來的殼體強度硬度低，現(xiàn)在的殼體強度硬度都較之前大幅提升。該殼體于2015年在神東公司試用，性能達到或超過進口機組對應部件的性能。

  殼體強度增加后，西安煤機公司又開始在殼體加工上想辦法，在刀具上進行優(yōu)化。他們找到適應材料的對應刀具，制定了專門的工藝方法，定制了專門的刀具、工裝，攻克了諸多技術難題。為了加工殼體，西安煤機公司專門進口了5臺德國制造的鏜銑加工設備，花費6000多萬元。

  為了解決國產(chǎn)齒輪可靠性差、不耐磨、壽命短的問題，西安煤機公司技術人員對標進口設備，進行金相組織分析、機械性能分析，制定了國產(chǎn)化的工藝方法，攻克了行走箱齒軌輪深層滲碳工藝，調(diào)整優(yōu)化了高端齒輪件的有效硬化層深度，延長了齒輪件的使用壽命。他們對所有齒輪件在滲碳、淬火、氮化后的硬度進行100%的檢驗。對淬火后齒輪除了檢驗齒頂和齒面硬度外，還增加了磨齒后的齒面硬度檢驗工序，硬度不合格堅決不用。

  部分齒輪零件由于加工余量較大引起切削應力增大，導致齒輪在滲碳淬火后變形較大。為了解決這一問題，技術人員對此類零件在粗加工后增加了相應工序，減少了熱處理后工件的變形量。

 牽引部二軸軸齒輪，在使用過程中出現(xiàn)了斷齒現(xiàn)象。剛開始，他們判斷屬于彎曲疲勞斷裂，疲勞源在齒根部位。隨著進一步的解剖分析，他們發(fā)現(xiàn)該齒輪的齒橫截面熱投入深度未達到齒芯部，齒芯部硬度較低，沒有達到圖紙要求的芯部硬度要求，疲勞強度不足，斷齒屬于彎曲疲勞失效斷裂。為此，針對該模數(shù)的齒輪，工藝人員、操作人員和檢驗人員連續(xù)進行了7組對比試驗和解剖分析，從而滿足了齒輪疲勞強度的技術要求，保障了采煤機的正常運行。

 為解決齒輪的磨齒精度問題，該公司引進了5臺德國生產(chǎn)的數(shù)控成型磨齒機，與進口產(chǎn)品一對一互換，達到了進口性能。該設備在神東公司煤礦的過煤量，達到了估計指標要求。

 為了保證采煤機在使用中更穩(wěn)定、可靠，西安煤機公司購買了專業(yè)的設計和分析軟件，對整機進行受力分析、穩(wěn)定性分析，解決運行過程中受力不均衡的問題。

 他們研制的大功率采煤機高強度部件，實現(xiàn)了搖臂、行走箱與進口采煤機的部件整組互換和單件互換，在陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)公司進行了工業(yè)性試驗，性能穩(wěn)定、效果良好。

 “高端采煤機國產(chǎn)化，是振興民族工業(yè)的必由之路，也是煤炭企業(yè)的迫切需求。我們通過對標、學習、借鑒、研究進口采煤機，在消化吸收的基礎上，自主創(chuàng)新，突破關鍵技術，在進口采煤機國產(chǎn)化替代方面取得了重大進步，實現(xiàn)了同類型進口采煤機國產(chǎn)化。目前，設計、工藝、加工制造、質(zhì)量管控等都具備了打造高端產(chǎn)品的能力。”西安煤機公司總工程師趙友軍說。

  整機下井使用成功

  隨著采煤機國產(chǎn)化部件的成熟，2016年9月，西安煤機公司迎來了“神東公司6.3米升級7米采煤機項目”，負責整機改造及搖臂、牽引部、破碎機構(gòu)、行走箱、調(diào)高油缸、支撐腿、三腳架等零部件的設計制造。該公司依靠自身技術研發(fā)能力和雄厚的機械加工實力，按照“高標準、高起點、高質(zhì)量”的方針，完善質(zhì)量管理、嚴格落實生產(chǎn)進度，確保該項目有序推進。2017年4月1日，該項目完成了出廠驗收。

  2017年5月1日，西安煤機公司供神東公司的6.3米升級7米采煤機正式在大柳塔煤礦52301工作面使用。5月，試采；6月，作為主采面，單班最高割煤12刀，圓班最高割煤記錄24刀，最高月產(chǎn)108.6萬噸，平均日產(chǎn)3.62萬噸，最高日產(chǎn)4.5萬噸。該采煤機已具備連續(xù)月生產(chǎn)100萬噸以上，年生產(chǎn)1200萬噸以上的能力。

  事實證明，該采煤機溫度低、噪音小、空載電流小、運行穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品各項性能指標達到或超過進口同類產(chǎn)品。該采煤機作為國內(nèi)國產(chǎn)化升級整機首次在安全高效礦井使用，運轉(zhuǎn)狀況良好，達到進口采煤機開采效率水平。

  面對國內(nèi)各主要煤炭生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求，西安煤機公司率先達到了整機替代進口采煤機的水平，解決了進口采煤機整機及配件供貨周期長、購置成本高等問題。

  與此同時，該公司研制生產(chǎn)的國產(chǎn)化替代產(chǎn)品MG1000/2550-GWD型采煤機、MG620/1660-WD型采煤機、MG500/1200-AWD型采煤機，整機技術性能及可靠性已達到國際先進水平，可替代同類型的進口采煤機。

 自動化助推智能化采煤

2012年2月，西安煤機公司“采煤機自動截割技術研究與應用”在山西大同唐山溝煤礦完成了工業(yè)性試驗。

之后，該公司在原有技術基礎上先后攻克并完善自動化采煤機的五大核心技術：位置定位、姿態(tài)定位、遠程監(jiān)測與控制、22象限自動截割、自動化系統(tǒng)接口。

2013年，經(jīng)過優(yōu)化改進的自動割煤技術應用于陜煤集團黃陵礦業(yè)公司一號煤礦，效果顯著。

為了攻克上述五大技術，西安煤機公司的研發(fā)工程師深入一線，從設備安裝到調(diào)試，再到現(xiàn)場應用，親力親為。

在神華寧煤梅花井煤礦，為了精確采集位置定位和姿態(tài)定位的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)、驗證傳感器在使用過程中的可靠性，研發(fā)工程師和礦工同時入井、同時升井，和采煤機操作工一塊割煤。

在黃陵礦業(yè)公司一號煤礦，為了滿足礦方割煤工藝的要求，研發(fā)工程師經(jīng)常下井查看，將采煤過程的所有可能性都通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)，即通過菜單管理，可根據(jù)不同采煤工藝要求，自由組合。

截至2017年，西安煤機公司自動化采煤機已售出30多臺。

2017年4月28日，西安煤機公司參與開發(fā)的“中厚煤層國產(chǎn)綜采裝備智能化無人開采技術研究與應用”項目，獲陜西省科學技術一等獎。

錘煉隊伍，獎勵創(chuàng)新

  西安煤機公司大的科研項目，主要由“80后”年輕人承擔。為了培養(yǎng)年輕的科研人員，2017年4月，西安煤機公司出臺了《研發(fā)工藝技術人員下基層鍛煉實施辦法》，讓他們以工人的身份去現(xiàn)場鍛煉。

 《辦法》規(guī)定，研發(fā)工藝技術人員在基層單位要結(jié)合產(chǎn)品研發(fā)設計、工藝設計，接受全面鍛煉。原則上，研發(fā)技術人員在基層鍛煉時間不得少于一年半，其中在售后服務部鍛煉時間不得少于一年，在生產(chǎn)分公司不得少于半年。工藝技術人員在生產(chǎn)現(xiàn)場鍛煉時間不得少于一年。

  到基層鍛煉的研發(fā)工藝技術人員要“帶著問題去，帶著方案回”，帶項目帶課題深入現(xiàn)場研究。他們實行導師制，由專業(yè)技術人員進行“一對一”指導。研發(fā)工藝技術人員基層鍛煉期滿，由本人寫出實踐報告，基層單位簽署意見，人力資源部組織考核?？己撕细窈螅瑩駜?yōu)回原單位工作。

  為了提高職工素質(zhì)，今年以來，西安煤機公司共實施職工培訓33項，702人次參加了培訓。

  2017年，該公司還建立了技術人員晉升通道，制定了《技術成果激勵辦法（試行）》，針對新產(chǎn)品研發(fā)、技術改進、技術革新實用性項目、純研究類項目等采取多種激勵方式，對項目成果收益進行分紅，激發(fā)了科研人員的創(chuàng)新熱情。

  西安煤機公司一直以技術創(chuàng)新為驅(qū)動力，近年來科技投入一直占主營業(yè)務收入的4%以上。

 “經(jīng)過半年多的井下工業(yè)性試驗應用，7米大采高采煤機已經(jīng)在神東公司成功使用，我們對8米大采高采煤機充滿了信心。但是我們 仍然會認真對待，不能有絲毫自滿情緒，真正檢驗還要看井下的使用效果。”趙友軍說。

“未來，西安煤機公司將以黨的十九大精神為引領，以科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新為驅(qū)動，依托一流的裝備、先進的技術，最大限度地實現(xiàn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化。”楊會武說。