提升科技创新能力 引领煤企转型升级

常海雷（山西天地王坡煤业有限公司,山西省晋城市,048021）



提升科技创新能力 引领煤企转型升级

常海雷
（山西天地王坡煤业有限公司,山西省晋城市,048021）

摘要介绍了山西天地王坡煤业有限公司发挥技术创新的主要做法及主要运用,通过发挥集团科研优势和自身创新,着力构建开放性技术创新体系,实现了以技术创新为主导的产业结构升级,在目前煤炭行业严峻的大环境下给煤炭企业提供了一条“靠科技进步提高生产效率,通过技术创新降低运营成本”的成功模式。

关键词科技创新 转型升级 现代化矿井 降低成本

山西天地王坡煤业有限公司（简称“天地王坡”）是由中国煤炭科工集团上市公司天地科技、煤科总院与山西省晋城市地方政府共同投资组建的有限公司,注册资金11399万元,井田面积为25.37 km2,地质储量2.8亿t,可采储量2.2亿t,生产优质无烟煤,目前开采3＃煤,于2006年6月正式投产,生产能力为150万t/a,配套有150万t/a选煤厂和铁路专用线。150万t/a矿井建成后,天地王坡很快启动了300万t/a改扩建工程,300 万t/a改扩建项目于2013年10月通过验收,并于2014年正式投产。

天地王坡是中国煤炭科工集团示范工程板块的主要代表,公司从建矿以来就以科技创新提高煤炭高效和安全生产为宗旨,通过发挥集团科研优势和自身创新,着力构建开放性技术创新体系,以现代化矿井建设为目标,积极推广应用新技术、新设备和新工艺,引领煤炭行业发展科技创新,实现了以技术创新为主导的产业结构升级。

1　天地王坡发挥技术创新的主要做法

1.1发挥集团科研优势,解决公司生产难题

天地王坡处于沁水煤田,为解决投产后采掘过程中遇到的巷道承压问题,公司与天地科技开采设计事业部合作,针对特定的地质条件提出了专门的技术方案,使天地王坡的巷道支护技术始终处于我国煤炭行业前列,公司还与天地科技股份有限公司共同承担了“破碎煤岩体及复杂应力巷道支护与加固技术”课题,解决了复杂困难巷道的支护难题,保障了公司的正常生产和安全出煤,周边区域晋煤集团、兰花集团等都派人来天地王坡学习并应用了锚杆、锚网支护和综掘等煤矿生产现代化技术,提升了当地整体煤炭科技水平。天地王坡在设备采购上大胆采用新研发的设备,中国煤炭科工集团西安研究院等针对天地王坡的特定地质条件提供专门钻机,有效提高了设备的可靠性与稳定性。

1.2优化公司采煤工艺,提升公司经济效益

随着2014年煤炭行业进入寒冬,煤炭价格大幅下滑的同时客户对煤炭产品质量要求大幅提高,天地王坡通过对井上和井下原煤转载点进行改造,对井下出煤转载点和井底煤仓安装螺旋溜槽,对选煤厂胶带转载点和块煤煤仓内安装螺旋溜槽,减少了煤炭转载过程中由于高度落差导致的块炭损失, 2015年炭块率较2014年提高4个百分点,公司产品结构有了质的飞跃,可为公司增加利润2700余万元。此外,天地王坡在井下工作面过构造期间采取“煤矸分流”系统,降低灰分和含矸率,有效提高了过构造期间的产品质量,为公司节约洗选成本1300万元,保证了煤炭质量和商品煤售价。

1.3重视内部技术创新,鼓励员工参与技术改造

为充分发挥天地王坡干部和职工的创造性,公司制定了《创新管理暂行办法》、《研发项目管理办法》等科研创新制度,挖掘公司员工在生产组织过程中的创新能力,有效提高了公司生产效率和安全管理水平。2011年,《王坡矿3＃煤层顺层抽采钻孔工艺技术研究》、《王坡矿3＃煤层瓦斯抽采工艺技术研究》、《王坡煤矿矿井通风系统智能分析》等获得了国家科学技术委员会鉴定。2014年,公司内部创新63项,其中技术革新19项、技术推广6项、技术创新和管理创新8项、五小成果3项、优秀论文20篇,其中《破碎煤岩体及复杂应力巷道支护与加固技术》获得了2014年中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖。

2　技术创新在天地王坡的主要运用

2.1数字化矿山项目在天地王坡的运用

天地王坡与中国煤炭科工集团常州研究院、煤科总院合作的数字化矿山项目通过采用数据库、三维建模、虚拟现实等软件技术,实现从矿山资源、开采方案优化与开采环境数字化、模型化与可视化。建立以光纤、以太网或无线通讯为主体的多媒体通讯网络,形成语音、视频与数据同网传输的网络体系,实现矿山数据的分布式共享。采用先进传感网络技术,实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控数据的自动采集、智能分析与可视化处理。采用工业以太网、PLC智能控制及视频系统,实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。采用先进的生产执行系统,实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制,全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。提升企业生产装备的综合自动化水平,使其生产流程和安全性控制程序化、集成化、网络化、智能化,提高了生产、安全装备的综合自动化水平和安全监控系统的可用性,确保生产安全和高产高效。

2.2瓦斯零超限治理项目在天地王坡的运用

天地王坡所在沁水煤田是高瓦斯矿井,瓦斯治理难度大,公司与天地科技西安研究院、中国煤炭科工集团沈阳研究院、煤科总院合作开展的瓦斯零超限治理项目通过区域性地面井抽采、区域性的井下长钻孔抽采和采前局部预抽,使在工作面回采前煤层瓦斯含量降低到抽采达标要求的可解吸瓦斯量;通过开展顶板破坏规律和采动裂隙监测研究,优化抽采钻孔的布置,以及采用深孔爆破措施提高煤层的透气性,有效提高采掘过程中的工作面和采空区瓦斯抽采效果,减少风排瓦斯量,提高矿井的瓦斯抽采率;通过矿井通风系统的优化、通风参数监测预警和风量自动调节控制,保证矿井通风系统稳定可靠,风量充足,最终实现瓦斯零超限,通风调节准确率达90%,矿井抽采率达到55%以上,采空抽采率达到60%以上,提高矿井生产安全系数,提升矿井生产能力。瓦斯治理技术示范矿井建成后,公司矿井实现瓦斯零超限,形成了一套有效的瓦斯治理风险预控管控体系,对提升整个煤炭行业瓦斯治理理念和技术将起到积极的示范作用。

2.3SAC型液压支架电液控项目在天地王坡的运用

天地王坡与天地天玛进行合作,通过“智能集成供液系统开发”、“乳化液泵站用频开关的研制开发”、“自动化放煤工艺研究”等科技研发项目,在公司3205综采工作面成功运用了SAC型电液控制系统,使采煤机、液压支架和工作面输送机紧密结合成一个整体,实现了动作的快速协调,提高了采煤过程的自动化水平和生产能力,实现了自动化采煤。智能集成供液系统开发通过对主供、回液管路通径不断增大,并采用多路并联供、使得主管路的沿程阻力损失影响减小,保证煤矿综采工作面能高产、高效、长时间稳定工作,自动化放煤工艺研究主要是对综采放顶煤工作面采煤工艺的调研及优化,支架电液控制系统的选型,各种传感器的选型与设计,开发在顺槽监控主机上实现放煤参数的集中修改,自动生成放煤参数方法,实现后部刮板输送机过负荷的支架放煤自动闭锁控制功能,已投入使用,并且使用效果明显。

2.4铁路自动化定量装车系统在天地王坡的运用

天地王坡在2005年就采用了天地科技储装自动化院自主研发的国内首套铁路自动化定量装车系统,是当时最先进的煤炭铁路装车方式,自动装车系统基于大型料斗秤的工作原理,预先在称重仓中按车皮标重装载,通过控制闸门和装车溜槽,向定量仓中按车皮标重快速装载和精确计量,然后向行进中的列车车厢快速卸载,实现列车的连续动态快速精确定量装车,同时自动完成配套输煤系统的控制。铁路快速定量装车站主要由大型钢结构塔架、装车机械设备、称重系统、液压系统、电控系统、计算机软件系统等组成,控制包括了从产品仓下闸门和给煤机开始直至装出列车的全过程中所有设备的运转、控制、保护、监测和显示,天地王坡的铁路自动化定量装车系统装车精度控制在0.3%之内,每小时装车能力为3000 t,只需要两名监控员就可完成全部装车工作,全部信息自动打印,具备计量精度高、装车能力大、装车速度快、操作人员少、自动化程度高等特点。

2.5无轨胶轮车系统在天地王坡的运用

天地王坡井下所有大巷及顺槽均布置在煤层中,两个回风大巷沿煤层顶板布置,其余大巷及顺槽沿底板布置,坡度一般在6°以下,回采工作面采用大型液压支架、大功率采煤机回采,巷道为综掘机掘进、顶板压力较大,支护材料使用较多,断面尺寸较大,天地王坡从2006年开始就采用天地科技山西煤机生产的无轨胶轮车系统进行辅助运输,目前拥有无轨胶轮车34辆,其中WC8运输车11辆、WC2/3Y顺槽车6辆、WC40Y支架车2辆、WQ3JS洒水车1辆、WQC2J人车2辆、WC20R人车10辆、WC30R人车2辆,通过无轨胶轮车辅助系统可实现一次装载后从井底口至工作面或工作面的直达运输,工作人员从井底乘车点到3205综采工作面,全长2000 m距离只需要15分钟便可直达,无需中间转载,节省了大量时间和成本,整个辅助运输系统需要的人员少、中间环节少、运输速度快、效率高,从根本上改变了传统辅助运输方式效率低、耗时长、安全保证差等弊端。

3　天地王坡借助中国煤炭科工集团实现产业升级

中国煤炭科工集团作为国内唯一的高科技煤炭央企,技术水平毋容置疑,天地王坡作为中国煤炭科工集团示范工程板块的主要代表,大量新产品、新设备和新技术在天地王坡得到推广和运用,煤科总院研发的EBJ－120TP等系列煤岩掘进机在天地王坡实际生产过程中进行了改进,各项指标达到国际先进水平,成为了热销产品;天地科技自主研发的国内首套铁路自动化定量装车系统在王坡煤矿运用,通过建设过程中不断攻关改进,使之成为成熟的标准化产品,市场占有率超过了60%;天地科技的无轨胶轮车在王坡煤矿使用过程中,科研人员根据现场生产需要进行开发,形成了材料运输车、人员运输车、支架搬运车、顺槽运输车、井下洒水车等产品,目前年销售超过300台,成为国内最大的制造商。天地王坡的数字化矿山项目、瓦斯零超限项目、SAC型液压支架电液控项目等也都是和中国煤炭科工集团有关单位共同合作完成,极大地丰富了中国煤炭科工集团的科研成果,促进了煤炭安全技术的发展。

中国煤炭科工集团并购天地王坡后,一方面中国煤炭科工集团实现了煤矿安全技术研究、设备研发生产与应用的结合;另一方面天地王坡也实现了质的飞跃,完成了从60万t地方矿井到300万t现代化矿井的升级,矿井的机械化水平、生产效率、资源回收率和安全水平跃居全国领先水平,先后荣获“山西省一级安全质量标准化矿井”、“煤炭工业一级安全高效矿井”、“生态示范矿井”、“绿色矿山”、“山西煤矿建设信息化矿井”等荣誉称号。大量新技术、新设备的运用降低了运营成本,取得了良好的经济效益和社会效益,公司从2006年投产到2015年底累计销售商品煤1959万t,上缴各项税费31.04亿元,累计实现利润总额38.29亿元,累计实现净利润28.47亿元。

4　目前煤炭形势下天地王坡模式的借鉴作用

在目前煤炭行业严峻的大环境下,如何在危机中生存并寻找发展机会是每个煤炭企业要面对的问题,天地王坡以提高劳动效率和确保安全生产为根本出发点,借助中国煤炭科工集团科研优势,以装备现代化、系统自动化、管理信息化为发展方向,以积极推广综采、综掘、自动化装车及辅助运输等设备为手段,实现矿井生产的机械化、规模化和信息化,最终通过科技创新提高劳动效率并降低运营成本。2015年,在全国煤炭行业80%亏损的大背景下天地王坡取得了利润2.1亿元,利润指标在山西省地方监管煤矿中名列前茅,天地王坡的成功经验给煤炭企业提供了一条“靠科技进步提高生产效率,通过技术创新降低运营成本”的成功模式,给煤炭企业提供了一套可复制的成功案例。中国煤炭科工集团在矿井设计及建设、煤矿开采、煤矿安全、煤炭深加工和节能环保等方面拥有全体系的专业和技术优势。中国煤炭科工集团上市公司天地科技在矿山生产自动化、煤矿信息化设备、高瓦斯治理、生产工程总承包、储装运快速定量装车系统以及煤炭设备融资租赁、技术服务和煤炭物流方面在全国处于行业领军地位。未来,天地王坡将继续依靠中国煤炭科工集团强大的科研优势,遵循依靠科技进步提升煤炭生产力水平的成功经验,为煤炭企业的转型发展、跨越发展起到模范和示范作用。

参考文献:

［1］仵明丽.新常态下煤炭企业转型发展的思考与实践［J］.中国煤炭,2015（3）

［2］王李管,曾庆田,贾明涛.数字矿山整体实施方案及其关键技术［J］.采矿技术,2006（3）

［3］高强.煤炭企业循环经济发展模式研究［J］.经济研究导刊,2013（21）

［4］周邦全.数字矿山——实现矿业高效安全生产的必由之路［J］.矿业安全与环保,2007（8）

（责任编辑宋潇潇）

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

作者简介:常海雷（1968－）,男,本科学历,现任山西天地王坡煤业有限公司总经理。

中图分类号F407.21

文献标识码A