近日，一項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的科技成果鑒定從這里向世人發(fā)出：國(guó)家“十二五”智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目，6月26日在太原通過(guò)了科技成果鑒定。

　　這是一項(xiàng)了不起的成果。歷時(shí)三年，是多方共同發(fā)力、協(xié)同攻關(guān)的結(jié)果，是煤機(jī)企業(yè)與煤炭企業(yè)自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新和“兩化”深度融合的典范。它標(biāo)志著在邁向“中國(guó)制造2025”進(jìn)程中，山西煤機(jī)制造業(yè)已率先取得階段性成果。

　　
我國(guó)首套千萬(wàn)噸級(jí)智能綜采裝備地面聯(lián)動(dòng)試車(chē)現(xiàn)場(chǎng)

　　載入史冊(cè)的一次創(chuàng)舉

　　國(guó)家“十二五”智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目，由太原重型機(jī)械集團(tuán)煤機(jī)公司與山西焦煤西山煤電（集團(tuán)）公司共同承擔(dān)，并聯(lián)合平陽(yáng)重工、山西煤機(jī)、山西科達(dá)、羅克佳華、向明機(jī)械、汾西重工、中國(guó)礦大等單位，歷時(shí)三年共同完成。整套設(shè)備總重量達(dá)1萬(wàn)噸，研發(fā)投入達(dá)3.79億元。

　　為了完成好該項(xiàng)目15個(gè)關(guān)鍵核心智能裝置的研發(fā)任務(wù)，太重煤機(jī)與西山煤電自承擔(dān)該科研項(xiàng)目以來(lái)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，積極組織平陽(yáng)重工、山西煤機(jī)、山西科達(dá)、羅克佳華、向明機(jī)械、汾西重工等單位共同參與，并聯(lián)合中國(guó)礦大、太原理工大、太原科大以及國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，于2013年6月13日在太重煤機(jī)工業(yè)園區(qū)成功進(jìn)行“三機(jī)一架”地面聯(lián)合試車(chē)。2013年9月，在西山煤電晉興能源公司斜溝煤礦18201工作面投入示范應(yīng)用。2014年9月14日，順利通過(guò)國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政廳、工信部等三部委的項(xiàng)目技術(shù)驗(yàn)收。2014年12月，榮獲國(guó)家工信部頒發(fā)的“智能制造裝備應(yīng)用優(yōu)秀示范項(xiàng)目獎(jiǎng)”。

　　2015年6月26日，在科技成果鑒定會(huì)上，鑒定委員會(huì)給予了極高評(píng)價(jià)：該項(xiàng)目建立了采區(qū)截割煤層地質(zhì)構(gòu)造的GIS數(shù)字平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)截割軌跡的規(guī)劃和導(dǎo)航；開(kāi)發(fā)了采煤機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)截割動(dòng)態(tài)軌跡調(diào)控；實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)截割過(guò)程的智能控制；建立了綜采機(jī)組優(yōu)化協(xié)調(diào)控制新方法，開(kāi)發(fā)了相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)、支架及運(yùn)輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與安全高效運(yùn)行；建立了綜采機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具備了自診斷、自糾偏、自預(yù)警的智能監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)了綜采裝備本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制和故障預(yù)警；開(kāi)發(fā)了超大功率采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高控制技術(shù)、超大功率刮板運(yùn)輸機(jī)高壓變頻軟啟動(dòng)控制技術(shù)，有效地提高了綜采機(jī)組運(yùn)行可靠性。該套裝備在山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦18201綜采工作面進(jìn)行示范應(yīng)用，工作面最高日產(chǎn)達(dá)到3.2萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)85萬(wàn)噸，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　這是太重煤機(jī)與西山煤電第二次合作承擔(dān)的國(guó)家科研項(xiàng)目。在這之前，雙方就承擔(dān)并完成了國(guó)家“十一五”科技支撐項(xiàng)目“年產(chǎn)千萬(wàn)噸綜采成套設(shè)備”的研制任務(wù)。

　　此次再次合作成功，更增添了雙方下一步合作的信心。

　　“互聯(lián)網(wǎng)+智能綜采”的結(jié)合

　　實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人的自動(dòng)化采礦是當(dāng)前國(guó)際采礦界研究的熱點(diǎn)。在這方面，美國(guó)和澳大利亞的煤炭企業(yè)走在了前面。

　　為追趕世界先進(jìn)水平，國(guó)內(nèi)科研單位與企業(yè)相繼開(kāi)展了采礦機(jī)器人（MR）、礦山地理信息系統(tǒng)（MGIS）、三維地學(xué)模擬（3DGM）、礦山虛擬現(xiàn)實(shí)（MVR）、礦山人員定位等方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究，在煤礦中的應(yīng)用取得了一定成效。2000年9月，北京開(kāi)采所與北京煤機(jī)廠、德國(guó)DBT公司等廠家合作，為鐵法煤業(yè)集團(tuán)小青煤礦裝備了國(guó)內(nèi)第一個(gè)薄煤層自動(dòng)化無(wú)人工作面。2004年7月，山東新汶礦業(yè)集團(tuán)公司從國(guó)外引進(jìn)螺旋鉆機(jī)采煤新工藝，工人在工作面以外的地點(diǎn)操作機(jī)電設(shè)備，可完成破煤、裝煤、運(yùn)煤等各工序流程，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面無(wú)人化。2005年5月，大同煤礦集團(tuán)從德國(guó)DBT公司引進(jìn)了一套自動(dòng)化刨煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首個(gè)薄煤層刨煤機(jī)綜采工作面無(wú)人化。

　　2007年10月，太重煤機(jī)有限公司研制成功我國(guó)第一臺(tái)930千瓦智能化電牽引采煤機(jī)。中國(guó)首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化、信息化采煤工作面在潞安環(huán)能股份公司漳村煤礦正式投產(chǎn)。

　　然而，這些智能化綜采設(shè)備功率較小，產(chǎn)量低，成套智能化程度不高，難以滿足煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效的需求。因此，盡快研發(fā)超大功率、千萬(wàn)噸智能綜采智能成套裝備顯得尤為重要，這對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜、事故頻發(fā)的中國(guó)煤礦更是具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　國(guó)家戰(zhàn)略助力“大國(guó)重器”

　　為了貫徹落實(shí)國(guó)家“十二五”發(fā)展規(guī)劃，國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、工信部決定聯(lián)合組織實(shí)施智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)。建立以用戶為龍頭、以裝備制造單位為主體，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新平臺(tái)，共同開(kāi)展重大智能制造裝備和關(guān)鍵智能部件的聯(lián)合研發(fā)創(chuàng)新。

　　項(xiàng)目依據(jù)國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、工信部“關(guān)于智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)項(xiàng)目（第一批）實(shí)施方案”文件精神，于2011年10月，經(jīng)三部委共同批復(fù)，由太原重型機(jī)械集團(tuán)煤機(jī)有限公司和西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，共同組織實(shí)施“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目。

　　項(xiàng)目總投資預(yù)算37436.16萬(wàn)元，其中，國(guó)家給予1億元支持。項(xiàng)目以建設(shè)煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)（包含采煤機(jī)智能控制系統(tǒng)、支架?chē)鷰r智能耦合電液控制系統(tǒng)、刮板運(yùn)輸機(jī)智能控制系統(tǒng)、綜采工作面集中控制系統(tǒng)等），建成智能型千萬(wàn)噸級(jí)安全高效工作面，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架和運(yùn)輸系統(tǒng)智能化控制，工作面自動(dòng)化生產(chǎn)。

　　該項(xiàng)目歷時(shí)三年，經(jīng)各方大力協(xié)同攻關(guān)，終于研發(fā)出井下順槽控制中心和綜采工作面的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作面視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)、采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)、滾筒高度智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)、牽引速度智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采煤機(jī)仿形切割系統(tǒng)、變頻牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、基于GIS系統(tǒng)的煤巖識(shí)別系統(tǒng)等十五個(gè)關(guān)鍵核心智能裝置；研制了MG1100（1000）/2860（2660）-WD智能型電牽引采煤機(jī)、ZY12000/28/64D型智能耦合型液壓支架、SGZ1250/2×1200智能型刮板輸送機(jī)、SZZ1350/525智能型順槽用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM4000智能型錘式破碎機(jī)、16PZY智能型帶式輸送機(jī)自移機(jī)尾、DSJ160/350/4×500智能型可伸縮帶式輸送機(jī)、綜采工作面集中控制系統(tǒng)、綜采設(shè)備智能化管理系統(tǒng)、礦用防爆型智能負(fù)荷控制中心等煤炭綜采成套智能裝備。

　　可以說(shuō)，這套千萬(wàn)噸智能綜采成套裝備的研發(fā)成功，是中國(guó)煤機(jī)制造業(yè)由“大”變“強(qiáng)”的一個(gè)重要里程碑。

　　歷時(shí)三年“站上”國(guó)際領(lǐng)先

　　這套智能綜采設(shè)備最大的亮點(diǎn)是，成套設(shè)備大型化，總重量達(dá)1萬(wàn)噸，智能化控制水平較高。其中，采煤機(jī)重165噸，裝機(jī)功率2660千瓦，與之相配套的液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)等也都是以“大”為美。

　　該套智能綜采設(shè)備于2013年9月，在山西焦煤西山煤電（集團(tuán)）公司斜溝煤礦18201綜采工作面進(jìn)行示范應(yīng)用。

　　一年多的工業(yè)試驗(yàn)表明，該智能綜采成套裝備在復(fù)雜地質(zhì)條件下，運(yùn)行正常，平穩(wěn)可靠，各設(shè)備能自動(dòng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)、液壓支架和運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，并且具有監(jiān)測(cè)監(jiān)控、自動(dòng)診斷及故障預(yù)警能力，達(dá)到了千萬(wàn)噸級(jí)綜采工作面產(chǎn)煤過(guò)程的智能化控制要求。其中，最高單日推進(jìn)15.5 刀（12.98米），最高日單產(chǎn)3.2萬(wàn)噸；最高月推進(jìn)410 刀（354.65米），最高月產(chǎn)85萬(wàn)噸，其智能化傳輸網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)100Mbps，單點(diǎn)故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間小于20ms，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小于1ms，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)54Mbps，達(dá)到了智能型千萬(wàn)噸綜采成套裝備的要求，建成了我國(guó)智能型千萬(wàn)噸級(jí)安全高效示范工作面。

　　這套綜采設(shè)備采用了世界最先進(jìn)技術(shù)與手段。以太重煤機(jī)研制的智能采煤機(jī)為例，它能自動(dòng)完成采煤工藝所要求的各種采煤工序，實(shí)現(xiàn)與液壓支架及刮板運(yùn)輸機(jī)協(xié)調(diào)控制，具備完善的自診斷、故障預(yù)警及通訊功能。通過(guò)這些智能化模塊，能有效地實(shí)現(xiàn)煤巖識(shí)別、滾筒高度自動(dòng)調(diào)節(jié)、牽引速度自動(dòng)調(diào)節(jié)，并具有采煤機(jī)運(yùn)行工作狀態(tài)電流、電壓、功率及截割部、牽引部關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、溫度等信息進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、診斷、預(yù)警功能，反應(yīng)速度能在0.001秒內(nèi)作出。

　　成果鑒定會(huì)上，專家委員會(huì)主任宋振騏院士對(duì)該套設(shè)備的研制成功贊嘆不已。他說(shuō)，一是國(guó)家立項(xiàng)，意義重大。這么大的項(xiàng)目，國(guó)家支持1億元，沒(méi)有國(guó)家的扶持，沒(méi)有太重煤機(jī)等企業(yè)的研發(fā)，沒(méi)有西山煤電公司提供的示范應(yīng)用，這么大的智能成套裝備是不可能順利研制成功的，更別說(shuō)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。二是成果突出。智能化成套裝備技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先，智能化系統(tǒng)采用了國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)和手段，關(guān)鍵是多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，并擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利51項(xiàng)。三是生產(chǎn)效益，國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先。在井下復(fù)雜條件下，最高日產(chǎn)原煤3.2萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)原煤85萬(wàn)噸，達(dá)到了千萬(wàn)噸礦井智能化綜采工作面的要求，為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“無(wú)人采煤工作面”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　中國(guó)煤機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)張勇說(shuō)，該項(xiàng)目最顯著的標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)了三個(gè)“最大”：一是成套最大，總重量達(dá)1萬(wàn)噸，建成了智能型綜采成套裝備千萬(wàn)噸級(jí)安全高效工作面。國(guó)內(nèi)已有千萬(wàn)噸級(jí)工作面，但智能型的還是首臺(tái)套，且國(guó)內(nèi)最大。二是功率最大。

　　按照國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、工信部有關(guān)規(guī)定，2014年9月，由山西省發(fā)展和改革委員會(huì)組織并主持，邀請(qǐng)全國(guó)有關(guān)專家組成驗(yàn)收專家委員會(huì)，對(duì)“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收專家委員會(huì)一致認(rèn)為，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了最大項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化，并達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平。2015年6月，又順利通過(guò)了科技成果鑒定。

　　助力山西轉(zhuǎn)型意義重大

　　《煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用》項(xiàng)目的研發(fā)，代表著未來(lái)煤炭采掘業(yè)的發(fā)展方向。正因?yàn)槠瘘c(diǎn)高、難度大，在研發(fā)中，太重煤機(jī)聯(lián)合平陽(yáng)重工、山西煤機(jī)、山西科達(dá)、羅克佳華、汾西重工、向明機(jī)械、汾西重工、中國(guó)礦大等單位，協(xié)同攻關(guān)，終于成功研制出我國(guó)首套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能煤炭綜采千萬(wàn)噸成套裝備，實(shí)現(xiàn)了煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)的感知、決策和執(zhí)行等智能功能；實(shí)現(xiàn)了各設(shè)備的相互協(xié)調(diào)運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)了十五個(gè)關(guān)鍵核心智能裝置（其中關(guān)鍵核心智能裝置總國(guó)產(chǎn)化率達(dá)89.27%）的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用；建成了智能型千萬(wàn)噸級(jí)安全高效工作面，形成了高產(chǎn)高效智能開(kāi)采先進(jìn)新工藝，安全生產(chǎn)效益和社會(huì)效益達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

　　對(duì)于煤炭用戶來(lái)說(shuō)，該套裝備價(jià)格比同類進(jìn)口產(chǎn)品至少低30%，每套可為示范單位節(jié)省設(shè)備費(fèi)用1億元，配件產(chǎn)品價(jià)格與進(jìn)口配件相比至少降低50%，大大減少了設(shè)備運(yùn)行成本；每套設(shè)備年產(chǎn)原煤1000萬(wàn)噸，可新增產(chǎn)值約40億元；工作面操作人員從12～16人減至4～6人，既節(jié)約了人力資源成本，又降低了煤炭生產(chǎn)安全隱患。

　　對(duì)于煤機(jī)企業(yè)來(lái)說(shuō)，該智能成套綜采裝備的研制與示范應(yīng)用，其智能化關(guān)鍵技術(shù)取得了重大突破，相關(guān)研制單位自主創(chuàng)新能力得到了很大提升。目前，該項(xiàng)目已形成了51項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)（其中，發(fā)明專利23項(xiàng)），多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，每套設(shè)備為煤機(jī)制造方新增產(chǎn)值3.37億元，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　此外，該智能成套綜采裝備的應(yīng)用，還可直接帶動(dòng)常規(guī)產(chǎn)品向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，提高制造企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提升整個(gè)煤機(jī)行業(yè)的智能化水平，有利于促進(jìn)國(guó)內(nèi)智能綜采成套工作面的國(guó)產(chǎn)化，對(duì)煤礦安全、高效開(kāi)采起到重要技術(shù)支撐作用。

　　我國(guó)的煤機(jī)制造業(yè)與世界先進(jìn)水平相比，仍有一定的差距。特別是在煤礦井下智能綜采成套研制方面，由于起步晚、投資大、經(jīng)驗(yàn)少等原因，無(wú)論是研發(fā)水平，還是實(shí)際運(yùn)用，目前都屬于起步階段。正因如此，此次由太重煤機(jī)公司與西山煤電公司牽頭完成的國(guó)家智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目，才顯得意義非凡。