近日，一項國際領(lǐng)先的科技成果鑒定從這里向世人發(fā)出：國家“十二五”智能制造裝備發(fā)展專項“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用”項目，6月26日在太原通過了科技成果鑒定。

　　這是一項了不起的成果。歷時三年，是多方共同發(fā)力、協(xié)同攻關(guān)的結(jié)果，是煤機企業(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“中國制造2025”進程中，山西煤機制造業(yè)已率先取得階段性成果。

　　
我國首套千萬噸級智能綜采裝備地面聯(lián)動試車現(xiàn)場

　　載入史冊的一次創(chuàng)舉

　　國家“十二五”智能制造裝備發(fā)展專項“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用”項目，由太原重型機械集團煤機公司與山西焦煤西山煤電（集團）公司共同承擔(dān)，并聯(lián)合平陽重工、山西煤機、山西科達、羅克佳華、向明機械、汾西重工、中國礦大等單位，歷時三年共同完成。整套設(shè)備總重量達1萬噸，研發(fā)投入達3.79億元。

　　為了完成好該項目15個關(guān)鍵核心智能裝置的研發(fā)任務(wù)，太重煤機與西山煤電自承擔(dān)該科研項目以來，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，積極組織平陽重工、山西煤機、山西科達、羅克佳華、向明機械、汾西重工等單位共同參與，并聯(lián)合中國礦大、太原理工大、太原科大以及國內(nèi)外知名企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，于2013年6月13日在太重煤機工業(yè)園區(qū)成功進行“三機一架”地面聯(lián)合試車。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，順利通過國家發(fā)改委、財政廳、工信部等三部委的項目技術(shù)驗收。2014年12月，榮獲國家工信部頒發(fā)的“智能制造裝備應(yīng)用優(yōu)秀示范項目獎”。

　　2015年6月26日，在科技成果鑒定會上，鑒定委員會給予了極高評價：該項目建立了采區(qū)截割煤層地質(zhì)構(gòu)造的GIS數(shù)字平臺，可實現(xiàn)截割軌跡的規(guī)劃和導(dǎo)航；開發(fā)了采煤機姿態(tài)實時控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)采煤機截割動態(tài)軌跡調(diào)控；實現(xiàn)了采煤機截割過程的智能控制；建立了綜采機組優(yōu)化協(xié)調(diào)控制新方法，開發(fā)了相關(guān)軟件，實現(xiàn)了采煤機、支架及運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與安全高效運行；建立了綜采機組運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，具備了自診斷、自糾偏、自預(yù)警的智能監(jiān)控功能，實現(xiàn)了綜采裝備本地和遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和故障預(yù)警；開發(fā)了超大功率采煤機自動調(diào)高控制技術(shù)、超大功率刮板運輸機高壓變頻軟啟動控制技術(shù)，有效地提高了綜采機組運行可靠性。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綜采工作面進行示范應(yīng)用，工作面最高日產(chǎn)達到3.2萬噸，最高月產(chǎn)85萬噸，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　這是太重煤機與西山煤電第二次合作承擔(dān)的國家科研項目。在這之前，雙方就承擔(dān)并完成了國家“十一五”科技支撐項目“年產(chǎn)千萬噸綜采成套設(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

　　實現(xiàn)少人、無人的自動化采礦是當(dāng)前國際采礦界研究的熱點。在這方面，美國和澳大利亞的煤炭企業(yè)走在了前面。

　　為追趕世界先進水平，國內(nèi)科研單位與企業(yè)相繼開展了采礦機器人（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（MVR）、礦山人員定位等方面的技術(shù)開發(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，北京開采所與北京煤機廠、德國DBT公司等廠家合作，為鐵法煤業(yè)集團小青煤礦裝備了國內(nèi)第一個薄煤層自動化無人工作面。2004年7月，山東新汶礦業(yè)集團公司從國外引進螺旋鉆機采煤新工藝，工人在工作面以外的地點操作機電設(shè)備，可完成破煤、裝煤、運煤等各工序流程，實現(xiàn)了綜采工作面無人化。2005年5月，大同煤礦集團從德國DBT公司引進了一套自動化刨煤機，實現(xiàn)了國內(nèi)首個薄煤層刨煤機綜采工作面無人化。

　　2007年10月，太重煤機有限公司研制成功我國第一臺930千瓦智能化電牽引采煤機。中國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化、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、千萬噸智能綜采智能成套裝備顯得尤為重要，這對于地質(zhì)條件復(fù)雜、事故頻發(fā)的中國煤礦更是具有現(xiàn)實意義。

　　國家戰(zhàn)略助力“大國重器”

　　為了貫徹落實國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃，國家發(fā)改委、財政部、工信部決定聯(lián)合組織實施智能制造裝備發(fā)展專項。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，共同開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。

　　項目依據(jù)國家發(fā)改委、財政部、工信部“關(guān)于智能制造裝備發(fā)展專項項目（第一批）實施方案”文件精神，于2011年10月，經(jīng)三部委共同批復(fù)，由太原重型機械集團煤機有限公司和西山煤電（集團）有限責(zé)任公司，共同組織實施“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用”項目。

　　項目總投資預(yù)算37436.16萬元，其中，國家給予1億元支持。項目以建設(shè)煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)（包含采煤機智能控制系統(tǒng)、支架圍巖智能耦合電液控制系統(tǒng)、刮板運輸機智能控制系統(tǒng)、綜采工作面集中控制系統(tǒng)等），建成智能型千萬噸級安全高效工作面，實現(xiàn)采煤機、液壓支架和運輸系統(tǒng)智能化控制，工作面自動化生產(chǎn)。

　　該項目歷時三年，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)、采煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(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)、采煤機仿形切割系統(tǒng)、變頻牽引驅(qū)動系統(tǒng)、基于GIS系統(tǒng)的煤巖識別系統(tǒng)等十五個關(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、ZY12000/28/64D型智能耦合型液壓支架、SGZ1250/2×1200智能型刮板輸送機、SZZ1350/525智能型順槽用橋式轉(zhuǎn)載機、PLM4000智能型錘式破碎機、16PZY智能型帶式輸送機自移機尾、DSJ160/350/4×500智能型可伸縮帶式輸送機、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，這套千萬噸智能綜采成套裝備的研發(fā)成功，是中國煤機制造業(yè)由“大”變“強”的一個重要里程碑。

　　歷時三年“站上”國際領(lǐng)先

　　這套智能綜采設(shè)備最大的亮點是，成套設(shè)備大型化，總重量達1萬噸，智能化控制水平較高。其中，采煤機重165噸，裝機功率2660千瓦，與之相配套的液壓支架、刮板運輸機等也都是以“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）公司斜溝煤礦18201綜采工作面進行示范應(yīng)用。

　　一年多的工業(yè)試驗表明，該智能綜采成套裝備在復(fù)雜地質(zhì)條件下，運行正常，平穩(wěn)可靠，各設(shè)備能自動協(xié)調(diào)運行，實現(xiàn)了采煤機、液壓支架和運輸系統(tǒng)的自動化控制，并且具有監(jiān)測監(jiān)控、自動診斷及故障預(yù)警能力，達到了千萬噸級綜采工作面產(chǎn)煤過程的智能化控制要求。其中，最高單日推進15.5 刀（12.98米），最高日單產(chǎn)3.2萬噸；最高月推進410 刀（354.65米），最高月產(chǎn)85萬噸，其智能化傳輸網(wǎng)絡(luò)速度達100Mbps，單點故障時網(wǎng)絡(luò)自愈時間小于20ms，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小于1ms，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達54Mbps，達到了智能型千萬噸綜采成套裝備的要求，建成了我國智能型千萬噸級安全高效示范工作面。

　　這套綜采設(shè)備采用了世界最先進技術(shù)與手段。以太重煤機研制的智能采煤機為例，它能自動完成采煤工藝所要求的各種采煤工序，實現(xiàn)與液壓支架及刮板運輸機協(xié)調(diào)控制，具備完善的自診斷、故障預(yù)警及通訊功能。通過這些智能化模塊，能有效地實現(xiàn)煤巖識別、滾筒高度自動調(diào)節(jié)、牽引速度自動調(diào)節(jié)，并具有采煤機運行工作狀態(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、溫度等信息進行在線監(jiān)測、診斷、預(yù)警功能，反應(yīng)速度能在0.001秒內(nèi)作出。

　　成果鑒定會上，專家委員會主任宋振騏院士對該套設(shè)備的研制成功贊嘆不已。他說，一是國家立項，意義重大。這么大的項目，國家支持1億元，沒有國家的扶持，沒有太重煤機等企業(yè)的研發(fā)，沒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，更別說達到了世界先進水平。二是成果突出。智能化成套裝備技術(shù)水平國際領(lǐng)先，智能化系統(tǒng)采用了國內(nèi)外最先進的技術(shù)和手段，關(guān)鍵是多項創(chuàng)新技術(shù)填補了國內(nèi)外空白，并擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)專利51項。三是生產(chǎn)效益，國內(nèi)外領(lǐng)先。在井下復(fù)雜條件下，最高日產(chǎn)原煤3.2萬噸，最高月產(chǎn)原煤85萬噸，達到了千萬噸礦井智能化綜采工作面的要求，為中國實現(xiàn)“無人采煤工作面”打下了堅實基礎(chǔ)。

　　中國煤機工業(yè)協(xié)會會長張勇說，該項目最顯著的標(biāo)志是實現(xiàn)了三個“最大”：一是成套最大，總重量達1萬噸，建成了智能型綜采成套裝備千萬噸級安全高效工作面。國內(nèi)已有千萬噸級工作面，但智能型的還是首臺套，且國內(nèi)最大。二是功率最大。

　　按照國家發(fā)改委、財政部、工信部有關(guān)規(guī)定，2014年9月，由山西省發(fā)展和改革委員會組織并主持，邀請全國有關(guān)專家組成驗收專家委員會，對“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用”項目進行驗收。驗收專家委員會一致認(rèn)為，該項目實現(xiàn)了最大項目國產(chǎn)化，并達到了國際領(lǐng)先技術(shù)水平。2015年6月，又順利通過了科技成果鑒定。

　　助力山西轉(zhuǎn)型意義重大

　　《煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用》項目的研發(fā)，代表著未來煤炭采掘業(yè)的發(fā)展方向。正因為起點高、難度大，在研發(fā)中，太重煤機聯(lián)合平陽重工、山西煤機、山西科達、羅克佳華、汾西重工、向明機械、汾西重工、中國礦大等單位，協(xié)同攻關(guān)，終于成功研制出我國首套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能煤炭綜采千萬噸成套裝備，實現(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；實現(xiàn)了各設(shè)備的相互協(xié)調(diào)運行；實現(xiàn)了十五個關(guān)鍵核心智能裝置（其中關(guān)鍵核心智能裝置總國產(chǎn)化率達89.27%）的設(shè)計、制造和應(yīng)用；建成了智能型千萬噸級安全高效工作面，形成了高產(chǎn)高效智能開采先進新工藝，安全生產(chǎn)效益和社會效益達到了國際領(lǐng)先水平，具有廣闊的市場前景。

　　對于煤炭用戶來說，該套裝備價格比同類進口產(chǎn)品至少低30%，每套可為示范單位節(jié)省設(shè)備費用1億元，配件產(chǎn)品價格與進口配件相比至少降低50%，大大減少了設(shè)備運行成本；每套設(shè)備年產(chǎn)原煤1000萬噸，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。

　　對于煤機企業(yè)來說，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，該項目已形成了51項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)（其中，發(fā)明專利23項），多項技術(shù)填補了國內(nèi)外空白，每套設(shè)備為煤機制造方新增產(chǎn)值3.37億元，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　此外，該智能成套綜采裝備的應(yīng)用，還可直接帶動常規(guī)產(chǎn)品向自動化、智能化方向發(fā)展，提高制造企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力，提升整個煤機行業(yè)的智能化水平，有利于促進國內(nèi)智能綜采成套工作面的國產(chǎn)化，對煤礦安全、高效開采起到重要技術(shù)支撐作用。

　　我國的煤機制造業(yè)與世界先進水平相比，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)驗少等原因，無論是研發(fā)水平，還是實際運用，目前都屬于起步階段。正因如此，此次由太重煤機公司與西山煤電公司牽頭完成的國家智能制造裝備發(fā)展專項“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)開發(fā)與示范應(yīng)用”項目，才顯得意義非凡。