【我們這十年@坐標中國】“掘速之極”，“煤海蛟龍”掘出能源保障線(xiàn)-天天速訊

中新網(wǎng)北京10月9日電 題：“掘速之極”，“煤海蛟龍”掘出能源保障線(xiàn)

記者 宋宇晟

(資料圖)

一提起“煤礦采掘”，很多人腦海中很自然就會(huì )浮現出滿(mǎn)臉煤灰的礦工形象。

但你或許想象不到，如今的煤礦工人不僅不需要出大力、流大汗的人力挖煤，還用上了我國完全擁有自主知識產(chǎn)權的“采掘神器”，只需要幾位工人站在安全位置操作、按下幾個(gè)按鈕，機器就能自動(dòng)采掘，工作量還達到了原來(lái)的3-4倍。

這件“采掘神器”是什么？

這里所說(shuō)的“采掘神器”，指的是掘支運一體化快速掘進(jìn)系統。根據不同地質(zhì)條件配套，整個(gè)系統最長(cháng)可達200多米，重量高達230多噸。

中國煤炭科工集團首席科學(xué)家、快速掘進(jìn)系統總設計師王虹稱(chēng)之為“煤海蛟龍”。該系統由掘錨一體機、錨桿轉載機、柔性連續運輸系統和協(xié)同控制平臺等部分組成。

其中，可伸縮的巨大的滾筒是它的利齒，負責挖掘；前方的旋轉刀盤(pán)好似“巨龍”的舌頭，把割下來(lái)的煤塊源源不斷地撥到嘴里，而龍的脊椎和頂部、側面的龍爪負責支護，龍的身體則負責運輸。

就這樣，整個(gè)系統完成了從采掘到支護再到運輸的一整套工作。

快速掘進(jìn)系統。中國煤科供圖

為何能稱(chēng)為“煤海蛟龍”？

和今天的先進(jìn)技術(shù)相比，傳統掘進(jìn)技術(shù)工序繁多，技術(shù)水平低，造成采掘比例嚴重失衡，每月平均進(jìn)尺僅約180米，再加上工作面水、瓦斯、頂板、粉塵等嚴重威脅人員與裝備的安全。

一直以來(lái)，國內外未形成掘進(jìn)、支護、運輸平行作業(yè)的掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)，掘進(jìn)更是成為煤炭安全綠色高效開(kāi)采的短板。掘進(jìn)、支護、運輸不能平行作業(yè)，堪稱(chēng)“世界級難題”。

王虹直言，針對這樣的問(wèn)題，2012年，中國煤科便提出了“快速掘進(jìn)”的構想。

2013年，第一代掘支運一體化快速掘進(jìn)系統1.0同時(shí)也是世界首套快速掘進(jìn)系統在神東煤炭集團投入工業(yè)性試驗。2018年，第二代掘支運一體化快速掘進(jìn)系統2.0，實(shí)現系統設備系列化和模塊化，系統適用范圍拓展到中等穩定圍巖及較復雜地質(zhì)條件。2020年，第三代智能掘支運一體化快速掘進(jìn)系統3.0應用而生，可靠性、安全性和智能化進(jìn)一步得到提升。

研發(fā)過(guò)程中，科研人員提出了“掘支運三位一體”掘進(jìn)方法，將原本各自分離的掘進(jìn)、支護、運輸工作結合一體，成功開(kāi)發(fā)了掘支運一體化快速掘進(jìn)成套技術(shù)、工藝和裝備，取得了完全擁有自主知識產(chǎn)權的多維度協(xié)同支護、大功率全寬截割、柔性連續運輸等核心技術(shù)突破，首創(chuàng )“掘支運一體化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”，實(shí)現了煤礦掘進(jìn)由半機械化向完全機械化和自動(dòng)化的重大技術(shù)變革。

這一技術(shù)與原有掘進(jìn)方法相比，掘進(jìn)速度提高2-3倍，作業(yè)人員減少2/3，有效緩解了采掘失衡。

掘錨一體機。中國煤科供圖

煤礦掘進(jìn)“掘”出世界紀錄

回顧歷史，最早的煤炭開(kāi)采工作，全部要靠人力去挖掘，靠的是肩扛、手抬；慢慢地開(kāi)始采用風(fēng)鉆和炸藥；到了現代，才實(shí)現機械輔助。陜煤集團黃陵二號煤礦總經(jīng)理易瑞強坦言，雖然開(kāi)采手段有所變化，但掘進(jìn)效率和安全問(wèn)題一直困擾著(zhù)煤礦工人。

巷道掘進(jìn)作為煤炭開(kāi)采的先行基礎工程，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，位居世界第一，工程量巨大。

面對這樣的工程量，掘支運一體化快速掘進(jìn)系統的應用，不僅顯著(zhù)提高了煤巷掘進(jìn)效率、降低了作業(yè)人數，還改善了掘進(jìn)工作面環(huán)境，實(shí)現了高效捕塵、除塵，保障作業(yè)人員的職業(yè)健康。

同時(shí)，這項技術(shù)突破更“掘”出了世界紀錄。2014年，在穩定圍巖條件下，月最高進(jìn)尺3088米，創(chuàng )造了大斷面單巷掘進(jìn)世界紀錄，是煤礦平均掘進(jìn)速度的10倍以上；2022年5月，在中等穩定圍巖條件下，月最高進(jìn)尺2086米，掘進(jìn)效率提高3倍；2022年3月，在復雜圍巖條件下，月最高進(jìn)尺856米，掘進(jìn)效率提高1.5倍。

以“中國創(chuàng )造”打造“中國速度”

王虹告訴記者，掘支運一體化快速掘進(jìn)系統的應用，開(kāi)啟了煤巷掘進(jìn)的全新模式，實(shí)現了我國巷道掘進(jìn)技術(shù)與裝備從“跟跑”到“并跑”再到目前“領(lǐng)跑”的轉變。

2021年，掘支運一體化快速掘進(jìn)系統入選“科創(chuàng )中國”先導技術(shù)榜，極大地促進(jìn)了創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，以科技創(chuàng )新助力綠色礦山，以“中國創(chuàng )造”打造“中國速度”。

如今，掘支運一體化快速掘進(jìn)系統已遍布在晉陜蒙等各大型煤企集團，并在不同地質(zhì)條件下廣泛推廣應用。

作為我國能源安全的“壓艙石”，煤炭當前仍是我國最主要的能源。先進(jìn)的煤炭采掘技術(shù)，有效保障了我國煤炭資源穩定供應。今年以來(lái)，在全球能源供應偏緊背景下，我國持續做好煤炭增產(chǎn)保供工作，將能源的飯碗牢牢端在自己手中。

記者了解到，中國煤科太原研究院正在進(jìn)行第四代智能掘支運一體化快速掘進(jìn)系統4.0中的核心技術(shù)攻關(guān)，將全面提升快速掘進(jìn)系統工藝與智能化技術(shù)水平，不斷加速智慧礦山建設向“少人化、無(wú)人化”的目標邁進(jìn)。(完)

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