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神东煤炭:建设世界一流示范矿井的创新之路

作者: 谷艳娇 陈遥 林珺 马宏宇 石智高 来源: 神东煤炭 发布时间: 2020-11-05 字号:【

神东煤炭是国家能源集团的骨干煤炭企业,位于内蒙古、陕西、山西能源富集区。该公司立足世界煤炭科技前沿,建成中国首个2亿吨级煤炭生产基地,形成了以千万吨矿井群为特征的神东模式,成为世界煤炭行业安全、高效、绿色、智能生产的典范。

神东煤炭30余年的发展历程就是持续创新的历程。从传统的煤矿设计,到采用平硐-斜井-立井联合开拓方式布置;从综采面全部引进进口设备,到8.8m超大采高工作面全套装备国产化;从艰苦、危险作业离不开人,到在用机器人21种、64台套。实现“无人则安”……神东人凭借科技创新,走出了通往世界一流示范矿井的“神东之路”。

多项第一成就世界典范

提起神东创造的多项国内第一、世界第一,神东人充满自豪。

2018中国煤炭企业科学产能百强矿井排行榜中,神东13个矿井全部入选,前10名中神东矿井占7个。目前,神东采掘机械化率100%,原煤生产效率最高124吨/工,主要指标国内第一、世界领先。累计创造中国企业新纪录百余项,获得授权专利1134项、国家科技进步奖7项。

神东改变传统矿井的采区布置方式,形成了矿井“一井一面年产1000万吨”和“一井两面年产2000万吨”的基本生产格局。综采工作面宽度由200m增加到460m,推进长度由2000m增加至7000m,提高了资源回收率和单产水平。同时,系列化矿用无轨胶轮车、国产地面箱式变电站等率先应用,多方面提效降耗。

针对煤炭开采的多重难题,神东开发应用了新厚及特厚煤层一次采全高技术、坚硬厚煤层放顶煤技术、短壁机械化全部垮落法回采工艺技术等,提高了采煤效率和资源利用率。

神东先后主导开发了5.5m、6.3m、7m、8m、8.8m一次采全高成套综采设备,引领煤炭超大采高重型装备的发展。2014年底,神东停止采购进口装备、配件,全面实现高端装备国产化,先后与130多家国内装备企业联合研制采掘设备294台/套、国产零部件53870种。

成绩的背后是神东人不懈的努力。神东从首次引进4.5m整套进口综采设备,到主导国产化开发5.5m、6.3m、7m、8m、8.8m一次采全高成套综采设备,看似“几十厘米”的进步,对装备的升级能力却是极大的考验。

神东上湾煤矿党政办副主任张云飞自豪地说,上湾煤矿8.8m超大采高工作面单刀产量3000吨,一周产量相当于一个小煤矿一年的产量。该工作面属世界最高的工作面,液压支架、运输机、辅运平硐等创多个国内、世界纪录。

“十三五”期间,神东发力智能化煤矿建设,掌握了3类智能采煤、2类智能掘进、5大类21种煤矿机器人、可视化远程控制和移动巡检等关键技术,先后打造了国内首个智能煤矿建设关键技术与示范工程、首个亿吨级区域煤矿集中控制项目示范工程、首个智能选煤厂示范工程。

搞创新是全员共识

神东坚定不移的创新信念和强大的创新执行力,在神东石圪台煤矿和上湾煤矿得到了鲜活的印证。

为实现煤炭资源可持续发展,神东把目光投向开采难度大、过去放弃的薄煤层开采。今年7月,国内首套薄煤层等高式智能综采工作面在石圪台矿22上303-1面投入生产,该工作面长度253.4米,平均煤厚1.3m,设计采高1.4m,实现了无人作业。此举填补了国内薄煤层等高无人全自动化生产的空白,为神东可采储量达9.57亿吨的薄煤层安全高效开采积累了经验。

这套装备引自波兰。而在应用中,进口装备也存在一些缺陷。为此,技术人员进行了七大项技术改造。

神东石圪台煤矿技术员范成介绍,比如,在转载机链轮和链条配合方式上的改造,使设备运转速度从4-6刀/天提高到16刀/天,工作面作业从传统的11人减少到只需5人。

在神东上湾选煤厂,智能化选煤厂的建设给人深刻印象。工艺管理员张新元介绍,通过多种技术融合,实现了由区域巡视向无人值守、调度室集中控制向移动集中控制、人工数据采集向系统自动采集、设备运行状态由人工经验分析向大数据智能分析的四个转变,生产效率提升5%,煤质稳定率提高12%。

两个体系科学高效

科学的管理体系,为神东持续创新提供了动力和保障。神东科技创新管理体系分三级:公司科技委员会、业务部门专业委员会、科技创新领导小组。同时,神东联合中国矿业大学、中煤科工集团等高校院所,组成了协同创新技术联盟研发体系。两个体系支撑着神东煤炭的科技创新。

目前,神东研发投入占主营收入的0.7%,未来将进一步提高到1.5%。2020年神东智能化矿山建设投入近20亿元,编制了智能矿山建设实施方案。计划到2021年底建成3个世界一流智能化示范矿井,到2030年采掘工作面实现无人作业。

在班组建设创新基地,全国劳动模范、补连塔煤矿培训组组长韩伟接受了访问。26年来,韩伟从一名普通装煤工人成长为公司级业务骨干,多次解决生产难题、打破生产记录。以韩伟命名的劳模工作室近三年完成专利11项,创造价值1.76亿元。

神东大柳塔煤矿总工程师陈苏社说,为了引进世界先进理念和管理经验,探索集中生产指挥管控模式,大柳塔煤矿建设了世界煤炭行业首个亿吨级区域中央自动化控制中心,实现了对五矿六井的集中控制、关联分析、故障诊断与决策管理等生产指挥,控制范围达621.8平方公里。

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