常海雷（山西天地王坡煤業(yè)有限公司,山西省晉城市,048021）

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提升科技創(chuàng)新能力 引領(lǐng)煤企轉(zhuǎn)型升級

常海雷
（山西天地王坡煤業(yè)有限公司,山西省晉城市,048021）

摘要介紹了山西天地王坡煤業(yè)有限公司發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的主要做法及主要運(yùn)用,通過發(fā)揮集團(tuán)科研優(yōu)勢和自身創(chuàng)新,著力構(gòu)建開放性技術(shù)創(chuàng)新體系,實(shí)現(xiàn)了以技術(shù)創(chuàng)新為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,在目前煤炭行業(yè)嚴(yán)峻的大環(huán)境下給煤炭企業(yè)提供了一條“靠科技進(jìn)步提高生產(chǎn)效率,通過技術(shù)創(chuàng)新降低運(yùn)營成本”的成功模式。

關(guān)鍵詞科技創(chuàng)新 轉(zhuǎn)型升級 現(xiàn)代化礦井 降低成本

山西天地王坡煤業(yè)有限公司（簡稱“天地王坡”）是由中國煤炭科工集團(tuán)上市公司天地科技、煤科總院與山西省晉城市地方政府共同投資組建的有限公司,注冊資金11399萬元,井田面積為25.37 km2,地質(zhì)儲量2.8億t,可采儲量2.2億t,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無煙煤,目前開采3＃煤,于2006年6月正式投產(chǎn),生產(chǎn)能力為150萬t/a,配套有150萬t/a選煤廠和鐵路專用線。150萬t/a礦井建成后,天地王坡很快啟動了300萬t/a改擴(kuò)建工程,300 萬t/a改擴(kuò)建項(xiàng)目于2013年10月通過驗(yàn)收,并于2014年正式投產(chǎn)。

天地王坡是中國煤炭科工集團(tuán)示范工程板塊的主要代表,公司從建礦以來就以科技創(chuàng)新提高煤炭高效和安全生產(chǎn)為宗旨,通過發(fā)揮集團(tuán)科研優(yōu)勢和自身創(chuàng)新,著力構(gòu)建開放性技術(shù)創(chuàng)新體系,以現(xiàn)代化礦井建設(shè)為目標(biāo),積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和新工藝,引領(lǐng)煤炭行業(yè)發(fā)展科技創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了以技術(shù)創(chuàng)新為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

1　天地王坡發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的主要做法

1.1發(fā)揮集團(tuán)科研優(yōu)勢,解決公司生產(chǎn)難題

天地王坡處于沁水煤田,為解決投產(chǎn)后采掘過程中遇到的巷道承壓問題,公司與天地科技開采設(shè)計(jì)事業(yè)部合作,針對特定的地質(zhì)條件提出了專門的技術(shù)方案,使天地王坡的巷道支護(hù)技術(shù)始終處于我國煤炭行業(yè)前列,公司還與天地科技股份有限公司共同承擔(dān)了“破碎煤巖體及復(fù)雜應(yīng)力巷道支護(hù)與加固技術(shù)”課題,解決了復(fù)雜困難巷道的支護(hù)難題,保障了公司的正常生產(chǎn)和安全出煤,周邊區(qū)域晉煤集團(tuán)、蘭花集團(tuán)等都派人來天地王坡學(xué)習(xí)并應(yīng)用了錨桿、錨網(wǎng)支護(hù)和綜掘等煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化技術(shù),提升了當(dāng)?shù)卣w煤炭科技水平。天地王坡在設(shè)備采購上大膽采用新研發(fā)的設(shè)備,中國煤炭科工集團(tuán)西安研究院等針對天地王坡的特定地質(zhì)條件提供專門鉆機(jī),有效提高了設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性。

1.2優(yōu)化公司采煤工藝,提升公司經(jīng)濟(jì)效益

隨著2014年煤炭行業(yè)進(jìn)入寒冬,煤炭價格大幅下滑的同時客戶對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求大幅提高,天地王坡通過對井上和井下原煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)進(jìn)行改造,對井下出煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)和井底煤倉安裝螺旋溜槽,對選煤廠膠帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)和塊煤煤倉內(nèi)安裝螺旋溜槽,減少了煤炭轉(zhuǎn)載過程中由于高度落差導(dǎo)致的塊炭損失, 2015年炭塊率較2014年提高4個百分點(diǎn),公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了質(zhì)的飛躍,可為公司增加利潤2700余萬元。此外,天地王坡在井下工作面過構(gòu)造期間采取“煤矸分流”系統(tǒng),降低灰分和含矸率,有效提高了過構(gòu)造期間的產(chǎn)品質(zhì)量,為公司節(jié)約洗選成本1300萬元,保證了煤炭質(zhì)量和商品煤售價。

1.3重視內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新,鼓勵員工參與技術(shù)改造

為充分發(fā)揮天地王坡干部和職工的創(chuàng)造性,公司制定了《創(chuàng)新管理暫行辦法》、《研發(fā)項(xiàng)目管理辦法》等科研創(chuàng)新制度,挖掘公司員工在生產(chǎn)組織過程中的創(chuàng)新能力,有效提高了公司生產(chǎn)效率和安全管理水平。2011年,《王坡礦3＃煤層順層抽采鉆孔工藝技術(shù)研究》、《王坡礦3＃煤層瓦斯抽采工藝技術(shù)研究》、《王坡煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)智能分析》等獲得了國家科學(xué)技術(shù)委員會鑒定。2014年,公司內(nèi)部創(chuàng)新63項(xiàng),其中技術(shù)革新19項(xiàng)、技術(shù)推廣6項(xiàng)、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新8項(xiàng)、五小成果3項(xiàng)、優(yōu)秀論文20篇,其中《破碎煤巖體及復(fù)雜應(yīng)力巷道支護(hù)與加固技術(shù)》獲得了2014年中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎。

2　技術(shù)創(chuàng)新在天地王坡的主要運(yùn)用

2.1數(shù)字化礦山項(xiàng)目在天地王坡的運(yùn)用

天地王坡與中國煤炭科工集團(tuán)常州研究院、煤科總院合作的數(shù)字化礦山項(xiàng)目通過采用數(shù)據(jù)庫、三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等軟件技術(shù),實(shí)現(xiàn)從礦山資源、開采方案優(yōu)化與開采環(huán)境數(shù)字化、模型化與可視化。建立以光纖、以太網(wǎng)或無線通訊為主體的多媒體通訊網(wǎng)絡(luò),形成語音、視頻與數(shù)據(jù)同網(wǎng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)體系,實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)據(jù)的分布式共享。采用先進(jìn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)過程、設(shè)備、安全與開采環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)的自動采集、智能分析與可視化處理。采用工業(yè)以太網(wǎng)、PLC智能控制及視頻系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)及設(shè)備的智能化集中監(jiān)控。采用先進(jìn)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)人員與移動設(shè)備的定位、跟蹤及生產(chǎn)過程智能化調(diào)度與控制,全面提升礦山的生產(chǎn)管理與決策的科學(xué)性。提升企業(yè)生產(chǎn)裝備的綜合自動化水平,使其生產(chǎn)流程和安全性控制程序化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,提高了生產(chǎn)、安全裝備的綜合自動化水平和安全監(jiān)控系統(tǒng)的可用性,確保生產(chǎn)安全和高產(chǎn)高效。

2.2瓦斯零超限治理項(xiàng)目在天地王坡的運(yùn)用

天地王坡所在沁水煤田是高瓦斯礦井,瓦斯治理難度大,公司與天地科技西安研究院、中國煤炭科工集團(tuán)沈陽研究院、煤科總院合作開展的瓦斯零超限治理項(xiàng)目通過區(qū)域性地面井抽采、區(qū)域性的井下長鉆孔抽采和采前局部預(yù)抽,使在工作面回采前煤層瓦斯含量降低到抽采達(dá)標(biāo)要求的可解吸瓦斯量;通過開展頂板破壞規(guī)律和采動裂隙監(jiān)測研究,優(yōu)化抽采鉆孔的布置,以及采用深孔爆破措施提高煤層的透氣性,有效提高采掘過程中的工作面和采空區(qū)瓦斯抽采效果,減少風(fēng)排瓦斯量,提高礦井的瓦斯抽采率;通過礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化、通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測預(yù)警和風(fēng)量自動調(diào)節(jié)控制,保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,風(fēng)量充足,最終實(shí)現(xiàn)瓦斯零超限,通風(fēng)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確率達(dá)90%,礦井抽采率達(dá)到55%以上,采空抽采率達(dá)到60%以上,提高礦井生產(chǎn)安全系數(shù),提升礦井生產(chǎn)能力。瓦斯治理技術(shù)示范礦井建成后,公司礦井實(shí)現(xiàn)瓦斯零超限,形成了一套有效的瓦斯治理風(fēng)險預(yù)控管控體系,對提升整個煤炭行業(yè)瓦斯治理理念和技術(shù)將起到積極的示范作用。

2.3SAC型液壓支架電液控項(xiàng)目在天地王坡的運(yùn)用

天地王坡與天地天瑪進(jìn)行合作,通過“智能集成供液系統(tǒng)開發(fā)”、“乳化液泵站用頻開關(guān)的研制開發(fā)”、“自動化放煤工藝研究”等科技研發(fā)項(xiàng)目,在公司3205綜采工作面成功運(yùn)用了SAC型電液控制系統(tǒng),使采煤機(jī)、液壓支架和工作面輸送機(jī)緊密結(jié)合成一個整體,實(shí)現(xiàn)了動作的快速協(xié)調(diào),提高了采煤過程的自動化水平和生產(chǎn)能力,實(shí)現(xiàn)了自動化采煤。智能集成供液系統(tǒng)開發(fā)通過對主供、回液管路通徑不斷增大,并采用多路并聯(lián)供、使得主管路的沿程阻力損失影響減小,保證煤礦綜采工作面能高產(chǎn)、高效、長時間穩(wěn)定工作,自動化放煤工藝研究主要是對綜采放頂煤工作面采煤工藝的調(diào)研及優(yōu)化,支架電液控制系統(tǒng)的選型,各種傳感器的選型與設(shè)計(jì),開發(fā)在順槽監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)放煤參數(shù)的集中修改,自動生成放煤參數(shù)方法,實(shí)現(xiàn)后部刮板輸送機(jī)過負(fù)荷的支架放煤自動閉鎖控制功能,已投入使用,并且使用效果明顯。

2.4鐵路自動化定量裝車系統(tǒng)在天地王坡的運(yùn)用

天地王坡在2005年就采用了天地科技儲裝自動化院自主研發(fā)的國內(nèi)首套鐵路自動化定量裝車系統(tǒng),是當(dāng)時最先進(jìn)的煤炭鐵路裝車方式,自動裝車系統(tǒng)基于大型料斗秤的工作原理,預(yù)先在稱重倉中按車皮標(biāo)重裝載,通過控制閘門和裝車溜槽,向定量倉中按車皮標(biāo)重快速裝載和精確計(jì)量,然后向行進(jìn)中的列車車廂快速卸載,實(shí)現(xiàn)列車的連續(xù)動態(tài)快速精確定量裝車,同時自動完成配套輸煤系統(tǒng)的控制。鐵路快速定量裝車站主要由大型鋼結(jié)構(gòu)塔架、裝車機(jī)械設(shè)備、稱重系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)等組成,控制包括了從產(chǎn)品倉下閘門和給煤機(jī)開始直至裝出列車的全過程中所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、控制、保護(hù)、監(jiān)測和顯示,天地王坡的鐵路自動化定量裝車系統(tǒng)裝車精度控制在0.3%之內(nèi),每小時裝車能力為3000 t,只需要兩名監(jiān)控員就可完成全部裝車工作,全部信息自動打印,具備計(jì)量精度高、裝車能力大、裝車速度快、操作人員少、自動化程度高等特點(diǎn)。

2.5無軌膠輪車系統(tǒng)在天地王坡的運(yùn)用

天地王坡井下所有大巷及順槽均布置在煤層中,兩個回風(fēng)大巷沿煤層頂板布置,其余大巷及順槽沿底板布置,坡度一般在6°以下,回采工作面采用大型液壓支架、大功率采煤機(jī)回采,巷道為綜掘機(jī)掘進(jìn)、頂板壓力較大,支護(hù)材料使用較多,斷面尺寸較大,天地王坡從2006年開始就采用天地科技山西煤機(jī)生產(chǎn)的無軌膠輪車系統(tǒng)進(jìn)行輔助運(yùn)輸,目前擁有無軌膠輪車34輛,其中WC8運(yùn)輸車11輛、WC2/3Y順槽車6輛、WC40Y支架車2輛、WQ3JS灑水車1輛、WQC2J人車2輛、WC20R人車10輛、WC30R人車2輛,通過無軌膠輪車輔助系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一次裝載后從井底口至工作面或工作面的直達(dá)運(yùn)輸,工作人員從井底乘車點(diǎn)到3205綜采工作面,全長2000 m距離只需要15分鐘便可直達(dá),無需中間轉(zhuǎn)載,節(jié)省了大量時間和成本,整個輔助運(yùn)輸系統(tǒng)需要的人員少、中間環(huán)節(jié)少、運(yùn)輸速度快、效率高,從根本上改變了傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式效率低、耗時長、安全保證差等弊端。

3　天地王坡借助中國煤炭科工集團(tuán)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級

中國煤炭科工集團(tuán)作為國內(nèi)唯一的高科技煤炭央企,技術(shù)水平毋容置疑,天地王坡作為中國煤炭科工集團(tuán)示范工程板塊的主要代表,大量新產(chǎn)品、新設(shè)備和新技術(shù)在天地王坡得到推廣和運(yùn)用,煤科總院研發(fā)的EBJ－120TP等系列煤巖掘進(jìn)機(jī)在天地王坡實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行了改進(jìn),各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平,成為了熱銷產(chǎn)品;天地科技自主研發(fā)的國內(nèi)首套鐵路自動化定量裝車系統(tǒng)在王坡煤礦運(yùn)用,通過建設(shè)過程中不斷攻關(guān)改進(jìn),使之成為成熟的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,市場占有率超過了60%;天地科技的無軌膠輪車在王坡煤礦使用過程中,科研人員根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需要進(jìn)行開發(fā),形成了材料運(yùn)輸車、人員運(yùn)輸車、支架搬運(yùn)車、順槽運(yùn)輸車、井下灑水車等產(chǎn)品,目前年銷售超過300臺,成為國內(nèi)最大的制造商。天地王坡的數(shù)字化礦山項(xiàng)目、瓦斯零超限項(xiàng)目、SAC型液壓支架電液控項(xiàng)目等也都是和中國煤炭科工集團(tuán)有關(guān)單位共同合作完成,極大地豐富了中國煤炭科工集團(tuán)的科研成果,促進(jìn)了煤炭安全技術(shù)的發(fā)展。

中國煤炭科工集團(tuán)并購天地王坡后,一方面中國煤炭科工集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了煤礦安全技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與應(yīng)用的結(jié)合;另一方面天地王坡也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,完成了從60萬t地方礦井到300萬t現(xiàn)代化礦井的升級,礦井的機(jī)械化水平、生產(chǎn)效率、資源回收率和安全水平躍居全國領(lǐng)先水平,先后榮獲“山西省一級安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦井”、“煤炭工業(yè)一級安全高效礦井”、“生態(tài)示范礦井”、“綠色礦山”、“山西煤礦建設(shè)信息化礦井”等榮譽(yù)稱號。大量新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用降低了運(yùn)營成本,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,公司從2006年投產(chǎn)到2015年底累計(jì)銷售商品煤1959萬t,上繳各項(xiàng)稅費(fèi)31.04億元,累計(jì)實(shí)現(xiàn)利潤總額38.29億元,累計(jì)實(shí)現(xiàn)凈利潤28.47億元。

4　目前煤炭形勢下天地王坡模式的借鑒作用

在目前煤炭行業(yè)嚴(yán)峻的大環(huán)境下,如何在危機(jī)中生存并尋找發(fā)展機(jī)會是每個煤炭企業(yè)要面對的問題,天地王坡以提高勞動效率和確保安全生產(chǎn)為根本出發(fā)點(diǎn),借助中國煤炭科工集團(tuán)科研優(yōu)勢,以裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動化、管理信息化為發(fā)展方向,以積極推廣綜采、綜掘、自動化裝車及輔助運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備為手段,實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)的機(jī)械化、規(guī)?；托畔⒒?最終通過科技創(chuàng)新提高勞動效率并降低運(yùn)營成本。2015年,在全國煤炭行業(yè)80%虧損的大背景下天地王坡取得了利潤2.1億元,利潤指標(biāo)在山西省地方監(jiān)管煤礦中名列前茅,天地王坡的成功經(jīng)驗(yàn)給煤炭企業(yè)提供了一條“靠科技進(jìn)步提高生產(chǎn)效率,通過技術(shù)創(chuàng)新降低運(yùn)營成本”的成功模式,給煤炭企業(yè)提供了一套可復(fù)制的成功案例。中國煤炭科工集團(tuán)在礦井設(shè)計(jì)及建設(shè)、煤礦開采、煤礦安全、煤炭深加工和節(jié)能環(huán)保等方面擁有全體系的專業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢。中國煤炭科工集團(tuán)上市公司天地科技在礦山生產(chǎn)自動化、煤礦信息化設(shè)備、高瓦斯治理、生產(chǎn)工程總承包、儲裝運(yùn)快速定量裝車系統(tǒng)以及煤炭設(shè)備融資租賃、技術(shù)服務(wù)和煤炭物流方面在全國處于行業(yè)領(lǐng)軍地位。未來,天地王坡將繼續(xù)依靠中國煤炭科工集團(tuán)強(qiáng)大的科研優(yōu)勢,遵循依靠科技進(jìn)步提升煤炭生產(chǎn)力水平的成功經(jīng)驗(yàn),為煤炭企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展、跨越發(fā)展起到模范和示范作用。

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（責(zé)任編輯宋瀟瀟）

Promoting scientific and technological innovation capacity and guiding coal enterprises transformation and upgrading

Chang Hailei
（Shanxi Tiandi Wangpo Coal Mine Co．,Ltd．,Jincheng,Shanxi 048021,China）

AbstractThe author introduced mainly practices and applications of technology innovation of Shanxi Tiandi Wangpo Coal Mine Co．,Ltd．basing upon developing its advantages of scientific research and original innovation,put forth effort to build openness technology innovation system,and achieved technology innovation directed transformation and upgrading of the industrial structure which provided coal enterprises a successful mode of＂science and technology progress to improve production efficiency,reducing operating costs through technical innovation＂under the current severe environment of coal industry．

Key wordstechnology innovation,transformation and upgrading,modern coal mine,reducing costs

作者簡介:常海雷（1968－）,男,本科學(xué)歷,現(xiàn)任山西天地王坡煤業(yè)有限公司總經(jīng)理。

中圖分類號F407.21

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A