刊登于2019年08月12日中國能源報煤炭版

■本報記者 朱妍

    4米多高、近10米長的“鋼鐵”身材，堅硬而不失靈活。一左一右兩只“手臂”足足接近5米，臂前各裝有1個巨型滾筒，形似布滿利齒的風火輪。眼前這個龐然大物，是剛剛問世的全球首臺8.8米超大采高智能化采煤機（下稱“8.8米采煤機”），從設(shè)計、研發(fā)到制造均由我國自主完成，可實現(xiàn)8.8米一次性采全高，預(yù)計年產(chǎn)能為1800萬噸。

    近日，由中國工程院院士王國法、王雙明等專家組成的評審組，一致同意西安煤礦機械有限公司（下稱“西煤機”）自主研發(fā)的8.8采煤機通過出廠評審，可進行井下工業(yè)性試驗。而除了專家，評審現(xiàn)場也聚集著來自國家能源、中煤、兗礦等多家主要煤企的負責人。吸引他們的，不僅是設(shè)備本身，更是對高端采煤裝備國產(chǎn)化的高度關(guān)注。

   “煤炭行業(yè)有句老話，叫做‘兵強馬壯有戰(zhàn)場’，‘馬壯’就是指采煤裝備水平?？梢哉f，沒有采煤裝備的現(xiàn)代化，就沒有煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化?！敝袊禾抗I(yè)協(xié)會名譽會長王顯政對此表示。

“從零開始”

一步步做到整機自主生產(chǎn)

    記者了解到，首臺8.8米采煤機將應(yīng)用于國家能源集團神東上灣煤礦，計劃月底運送下井。而此前，受到技術(shù)、裝備等條件不足的影響，無法最大限度將資源“吃干榨盡”，這塊優(yōu)質(zhì)煤田一度被擱置許久。

    “高端采煤機是綜采裝備的關(guān)鍵組成，也是其中最突出的一塊短板。有了這套裝備，可解決6-8米以上煤層超大采高難題。”王國法表示，能夠按照超大采高智能化要求、實現(xiàn)最新技術(shù)應(yīng)用，既是突破，也實屬不易。

    作為主創(chuàng)者，西煤機產(chǎn)品設(shè)計研究所副所長趙書斐更有感觸。“往前數(shù)10-15年，我國煤機產(chǎn)品還只能跟跑。國外出哪種機型、我們跟著做什么?；A(chǔ)理論、設(shè)計水平、軟硬件等差距較大，設(shè)備故障也很多?，F(xiàn)在可以根據(jù)礦井要求量身定制，國產(chǎn)化裝備水平越來越高?！?/span>

    以最基本的材料為例，趙書斐告訴記者，由于機型大，若選材不當，設(shè)備自重就會非常高。而大部分功率浪費在設(shè)備本身，很容易把自己壓垮。為此，必須尋找一種理想的輕量化材料，既能適應(yīng)井下工況、滿足開采條件，也可在保障剛度、強度的同時實現(xiàn)減負。“說白了，這種材料買不來。原料調(diào)制、成分配比、工藝流程等過程均是自主完成，光一項就歷經(jīng)漫長過程。開發(fā)時，比這更大的難關(guān)比比皆是?！?/span>

    而這樣一臺設(shè)備的產(chǎn)生，還只是我國煤機裝備由“受制于人”到“自主創(chuàng)新”的縮影?！?/span>2015年左右，我們帶著一批礦長去澳大利亞培訓，大伙兒看到設(shè)備就驚了，實實在在感到差距?！眱嫉V一位負責人記憶猶新。

    差距之余，對于進口設(shè)備的依賴，還一度導致國內(nèi)企業(yè)多處受限。除了價格貴、維修難等制約，國外廠家為規(guī)避風險，接到訂單后才組織生產(chǎn)，交貨期長達十幾個月。為不影響生產(chǎn)，煤礦只能多備配件、超前儲備，稍有不慎就成了“死庫存”。

   “為擺脫依賴，我們基本是從零開始。從一個齒輪、一個閥門，到大型部件、關(guān)鍵部件各個擊破，在具備條件之后嘗試整機生產(chǎn)?！壁w書斐等多位親歷者紛紛表示。

人均效率提高近10倍

但也存在短板待補

如今，采煤裝備國產(chǎn)化發(fā)展如何？

    王顯政用一組數(shù)字予以說明：1949年，我國煤炭年產(chǎn)量為3250萬；到2018年，該數(shù)字升至36.8億噸，增長近百倍。同時，煤礦數(shù)量由最多時候8萬余處減至5800處，人均生產(chǎn)效率由100多萬噸/年增至1000噸/年，煤礦百萬噸死亡率由超過9%降至0.09%?！捌渲?，裝備水平的提升功不可沒。目前，大型煤礦的采煤機械化程度達到97.9%、掘進機械化程度達到56%，部分礦井的年人員效率甚至有1萬-2萬噸?！?/span>

    在此過程中，個體企業(yè)更是受益。神東公司機電管理部經(jīng)理賀海濤透露，早前依賴進口，設(shè)備價格逐年提高，采購談判也越來越難，“國外廠家每年要提價3%-7%”，且公司所壓的庫存資產(chǎn)最高達到60多億元。

    “2000年以來，我們先后與138個國內(nèi)廠家合作推進高端開發(fā)，累計節(jié)約各類進口采購資金60多億元。以大型進口采掘類設(shè)備為例，平均采購周期由8-12個月降至3-5個月，后服務(wù)時間也大大縮短。在打破壟斷的同時，部分產(chǎn)品性能達到國際領(lǐng)先水平?！辟R海濤稱。

    而在取得進展的同時，多位專家也表示，部分短板尚待補齊。例如在我國，薄煤層資源量占比20%左右，產(chǎn)量比重僅約7%?！跋喈斠徊糠珠_采正由中厚、厚煤層向薄煤層轉(zhuǎn)移，尤其東部礦區(qū)需求急迫。積極提高這部分裝備水平是重點之一。”王顯政列舉。

    趙書斐認為，成本控制也值得關(guān)注。“畢竟不是每個礦井都像神東那樣先進。對于大部分企業(yè)而言，發(fā)展仍受限于成本。這就考驗我們，如何在全生命周期之內(nèi)降低成本，讓更多企業(yè)用上既高端、又經(jīng)濟的設(shè)備。”

    不止一位人士還提到，成套設(shè)備雖有突破，部分關(guān)鍵、核心部件仍依賴進口。“不是國內(nèi)企業(yè)做不出，而是質(zhì)量確實有差距。特別在井下極限工況，一旦出現(xiàn)問題維修很麻煩，停工帶來的損失可能比設(shè)備本身還貴，更重要是安全問題犧牲不起。所以，我們寧愿選更貴的進口部件。”一位企業(yè)負責人坦言，起碼在關(guān)鍵元件上，國產(chǎn)化的步子仍待跟上。

全方位、全流程的智能化

是未來方向

    “裝備是煤炭行業(yè)生產(chǎn)力水平不斷提升的基礎(chǔ)和載體。我認為，現(xiàn)有進展難能可貴，尤其整機方面已走在領(lǐng)先位置。但我們也要充分認識到，未來發(fā)展、特別是智能開采和智能礦山建設(shè)的長期性、艱巨性?！蓖躏@政進一步指出。

    王顯政提出，“智能化”無疑是未來方向所在。“近幾年，不少企業(yè)紛紛實施同步數(shù)據(jù)網(wǎng)、大容量光纖等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，部分設(shè)施也已實現(xiàn)‘無人值守’狀態(tài)。但是，我國的智能礦山建設(shè)仍處起步階段，要完全達‘智能’標準，目前還有不小難度?！?/span>

    圍繞下一步工作，王顯政表示，智能礦山的概念需要不斷深化、不斷完善，其建設(shè)應(yīng)是全方位、全流程的自動化，而不單單是生產(chǎn)系統(tǒng)升級。“比如，我們的開采水平一直在進步，掘進系統(tǒng)整體差距卻相對較大。在開采系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其他系統(tǒng)、裝備的智能化也要同步跟上?！?/span>

   全方位、全流程的智能化在哪里？記者了解到，包括西煤機在內(nèi)的多家裝備、生產(chǎn)企業(yè)，目前均在積極嘗試5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化解決方案。“如果把煤礦看作一座城市，發(fā)展可以分為幾個層級。最上面是管理層，目的是通過信息化、智能化，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)、質(zhì)量、經(jīng)營等管理的強能力。其次是執(zhí)行層面，涵蓋設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)等智能決策。再往下是設(shè)備層，比如煤礦的生產(chǎn)、物流、檢測等設(shè)備，均可實現(xiàn)自動化控制。最下面是基礎(chǔ)框架，包括網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等保障?！甭?lián)想集團副總裁戴煒進一步支招。

   對此，延長石油集團副總經(jīng)理范京道還提醒，綜采裝備運行的穩(wěn)定性、適應(yīng)性是智能化開采的應(yīng)用關(guān)鍵。一方面，5G等技術(shù)使“萬物互聯(lián)”成為可能，讓每一個設(shè)備可感知、可控制、可調(diào)整，煤炭裝備更具個性化；另一方面，也要注重適應(yīng)能力，形成“適應(yīng)于不通過地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件礦井的系列成套智能化開采技術(shù)與裝備”。