4米多高、近10米長(zhǎng)的“鋼鐵”身材，堅(jiān)硬而不失靈活。一左一右兩只“手臂”足足接近5米，臂前各裝有1個(gè)巨型滾筒，形似布滿利齒的風(fēng)火輪。眼前這個(gè)龐然大物，是剛剛問(wèn)世的全球首臺(tái)8.8米超大采高智能化采煤機(jī)（下稱“8.8米采煤機(jī)”），從設(shè)計(jì)、研發(fā)到制造均由我國(guó)自主完成，可實(shí)現(xiàn)8.8米一次性采全高，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能為1800萬(wàn)噸。

近日，由中國(guó)工程院院士王國(guó)法、王雙明等專家組成的評(píng)審組，一致同意西安煤礦機(jī)械有限公司（下稱“西煤機(jī)”）自主研發(fā)的8.8采煤機(jī)通過(guò)出廠評(píng)審，可進(jìn)行井下工業(yè)性試驗(yàn)。而除了專家，評(píng)審現(xiàn)場(chǎng)也聚集著來(lái)自國(guó)家能源、中煤、兗礦等多家主要煤企的負(fù)責(zé)人。吸引他們的，不僅是設(shè)備本身，更是對(duì)高端采煤裝備國(guó)產(chǎn)化的高度關(guān)注。

“煤炭行業(yè)有句老話，叫做‘兵強(qiáng)馬壯有戰(zhàn)場(chǎng)’，‘馬壯’就是指采煤裝備水平?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有采煤裝備的現(xiàn)代化，就沒(méi)有煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化。”中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)王顯政對(duì)此表示。

“從零開(kāi)始” 一步步做到整機(jī)自主生產(chǎn)

首臺(tái)8.8米采煤機(jī)將應(yīng)用于國(guó)家能源集團(tuán)神東上灣煤礦，計(jì)劃月底運(yùn)送下井。而此前，受到技術(shù)、裝備等條件不足的影響，無(wú)法最大限度將資源“吃干榨盡”，這塊優(yōu)質(zhì)煤田一度被擱置許久。

“高端采煤機(jī)是綜采裝備的關(guān)鍵組成，也是其中最突出的一塊短板。有了這套裝備，可解決6-8米以上煤層超大采高難題。”王國(guó)法表示，能夠按照超大采高智能化要求、實(shí)現(xiàn)最新技術(shù)應(yīng)用，既是突破，也實(shí)屬不易。

作為主創(chuàng)者，西煤機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究所副所長(zhǎng)趙書斐更有感觸。“往前數(shù)10-15年，我國(guó)煤機(jī)產(chǎn)品還只能跟跑。國(guó)外出哪種機(jī)型、我們跟著做什么?；A(chǔ)理論、設(shè)計(jì)水平、軟硬件等差距較大，設(shè)備故障也很多?，F(xiàn)在可以根據(jù)礦井要求量身定制，國(guó)產(chǎn)化裝備水平越來(lái)越高。”

以最基本的材料為例，趙書斐告訴記者，由于機(jī)型大，若選材不當(dāng)，設(shè)備自重就會(huì)非常高。而大部分功率浪費(fèi)在設(shè)備本身，很容易把自己壓垮。為此，必須尋找一種理想的輕量化材料，既能適應(yīng)井下工況、滿足開(kāi)采條件，也可在保障剛度、強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減負(fù)。“說(shuō)白了，這種材料買不來(lái)。原料調(diào)制、成分配比、工藝流程等過(guò)程均是自主完成，光一項(xiàng)就歷經(jīng)漫長(zhǎng)過(guò)程。開(kāi)發(fā)時(shí)，比這更大的難關(guān)比比皆是。”

而這樣一臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)生，還只是我國(guó)煤機(jī)裝備由“受制于人”到“自主創(chuàng)新”的縮影。“2015年左右，我們帶著一批礦長(zhǎng)去澳大利亞培訓(xùn)，大伙兒看到設(shè)備就驚了，實(shí)實(shí)在在感到差距。”兗礦一位負(fù)責(zé)人記憶猶新。

差距之余，對(duì)于進(jìn)口設(shè)備的依賴，還一度導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)多處受限。除了價(jià)格貴、維修難等制約，國(guó)外廠家為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，接到訂單后才組織生產(chǎn)，交貨期長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)月。為不影響生產(chǎn)，煤礦只能多備配件、超前儲(chǔ)備，稍有不慎就成了“死庫(kù)存”。

“為擺脫依賴，我們基本是從零開(kāi)始。從一個(gè)齒輪、一個(gè)閥門，到大型部件、關(guān)鍵部件各個(gè)擊破，在具備條件之后嘗試整機(jī)生產(chǎn)。”趙書斐等多位親歷者紛紛表示。

人均效率提高近10倍 但也存在短板待補(bǔ)

如今，采煤裝備國(guó)產(chǎn)化發(fā)展如何？

王顯政用一組數(shù)字予以說(shuō)明：1949年，我國(guó)煤炭年產(chǎn)量為3250萬(wàn)；到2018年，該數(shù)字升至36.8億噸，增長(zhǎng)近百倍。同時(shí)，煤礦數(shù)量由最多時(shí)候8萬(wàn)余處減至5800處，人均生產(chǎn)效率由100多萬(wàn)噸/年增至1000噸/年，煤礦百萬(wàn)噸死亡率由超過(guò)9%降至0.09%。“其中，裝備水平的提升功不可沒(méi)。目前，大型煤礦的采煤機(jī)械化程度達(dá)到97.9%、掘進(jìn)機(jī)械化程度達(dá)到56%，部分礦井的年人員效率甚至有1萬(wàn)-2萬(wàn)噸。”

在此過(guò)程中，個(gè)體企業(yè)更是受益。神東公司機(jī)電管理部經(jīng)理賀海濤透露，早前依賴進(jìn)口，設(shè)備價(jià)格逐年提高，采購(gòu)談判也越來(lái)越難，“國(guó)外廠家每年要提價(jià)3%-7%”，且公司所壓的庫(kù)存資產(chǎn)最高達(dá)到60多億元。

“2000年以來(lái)，我們先后與138個(gè)國(guó)內(nèi)廠家合作推進(jìn)高端開(kāi)發(fā)，累計(jì)節(jié)約各類進(jìn)口采購(gòu)資金60多億元。以大型進(jìn)口采掘類設(shè)備為例，平均采購(gòu)周期由8-12個(gè)月降至3-5個(gè)月，后服務(wù)時(shí)間也大大縮短。在打破壟斷的同時(shí)，部分產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。”賀海濤稱。

而在取得進(jìn)展的同時(shí)，多位專家也表示，部分短板尚待補(bǔ)齊。例如在我國(guó)，薄煤層資源量占比20%左右，產(chǎn)量比重僅約7%。“相當(dāng)一部分開(kāi)采正由中厚、厚煤層向薄煤層轉(zhuǎn)移，尤其東部礦區(qū)需求急迫。積極提高這部分裝備水平是重點(diǎn)之一。”王顯政列舉。

趙書斐認(rèn)為，成本控制也值得關(guān)注。“畢竟不是每個(gè)礦井都像神東那樣先進(jìn)。對(duì)于大部分企業(yè)而言，發(fā)展仍受限于成本。這就考驗(yàn)我們，如何在全生命周期之內(nèi)降低成本，讓更多企業(yè)用上既高端、又經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。”

不止一位人士還提到，成套設(shè)備雖有突破，部分關(guān)鍵、核心部件仍依賴進(jìn)口。“不是國(guó)內(nèi)企業(yè)做不出，而是質(zhì)量確實(shí)有差距。特別在井下極限工況，一旦出現(xiàn)問(wèn)題維修很麻煩，停工帶來(lái)的損失可能比設(shè)備本身還貴，更重要是安全問(wèn)題犧牲不起。所以，我們寧愿選更貴的進(jìn)口部件。”一位企業(yè)負(fù)責(zé)人坦言，起碼在關(guān)鍵元件上，國(guó)產(chǎn)化的步子仍待跟上。

全方位、全流程的智能化是未來(lái)方向

“裝備是煤炭行業(yè)生產(chǎn)力水平不斷提升的基礎(chǔ)和載體。我認(rèn)為，現(xiàn)有進(jìn)展難能可貴，尤其整機(jī)方面已走在領(lǐng)先位置。但我們也要充分認(rèn)識(shí)到，未來(lái)發(fā)展、特別是智能開(kāi)采和智能礦山建設(shè)的長(zhǎng)期性、艱巨性。”王顯政進(jìn)一步指出。

王顯政提出，“智能化”無(wú)疑是未來(lái)方向所在。“近幾年，不少企業(yè)紛紛實(shí)施同步數(shù)據(jù)網(wǎng)、大容量光纖等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，部分設(shè)施也已實(shí)現(xiàn)‘無(wú)人值守’狀態(tài)。但是，我國(guó)的智能礦山建設(shè)仍處起步階段，要完全達(dá)‘智能’標(biāo)準(zhǔn)，目前還有不小難度。”

圍繞下一步工作，王顯政表示，智能礦山的概念需要不斷深化、不斷完善，其建設(shè)應(yīng)是全方位、全流程的自動(dòng)化，而不單單是生產(chǎn)系統(tǒng)升級(jí)。“比如，我們的開(kāi)采水平一直在進(jìn)步，掘進(jìn)系統(tǒng)整體差距卻相對(duì)較大。在開(kāi)采系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其他系統(tǒng)、裝備的智能化也要同步跟上。”

全方位、全流程的智能化在哪里？記者了解到，包括西煤機(jī)在內(nèi)的多家裝備、生產(chǎn)企業(yè)，目前均在積極嘗試5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化解決方案。“如果把煤礦看作一座城市，發(fā)展可以分為幾個(gè)層級(jí)。最上面是管理層，目的是通過(guò)信息化、智能化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)、質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)等管理的強(qiáng)能力。其次是執(zhí)行層面，涵蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)等智能決策。再往下是設(shè)備層，比如煤礦的生產(chǎn)、物流、檢測(cè)等設(shè)備，均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。最下面是基礎(chǔ)框架，包括網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等保障。”聯(lián)想集團(tuán)副總裁戴煒進(jìn)一步支招。

對(duì)此，延長(zhǎng)石油集團(tuán)副總經(jīng)理范京道還提醒，綜采裝備運(yùn)行的穩(wěn)定性、適應(yīng)性是智能化開(kāi)采的應(yīng)用關(guān)鍵。一方面，5G等技術(shù)使“萬(wàn)物互聯(lián)”成為可能，讓每一個(gè)設(shè)備可感知、可控制、可調(diào)整，煤炭裝備更具個(gè)性化；另一方面，也要注重適應(yīng)能力，形成“適應(yīng)于不通過(guò)地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)條件礦井的系列成套智能化開(kāi)采技術(shù)與裝備”。