山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈

1、山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈前 言山西省是我國(guó)重要的能源基地。獨(dú)特的煤炭資源稟賦，為煤機(jī)裝備制造業(yè)發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的地域優(yōu)勢(shì)。“圍繞煤炭裝備制造業(yè)高端化，實(shí)現(xiàn)由采掘文明向制造文明的轉(zhuǎn)變”是山西的戰(zhàn)略選擇。煤機(jī)裝備制造業(yè)是我省裝備制造業(yè)中最重要產(chǎn)業(yè)之一。2013年產(chǎn)值約300億元，占全省裝備制造業(yè)14%。目前，煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成一批龍頭企業(yè)和骨干企業(yè)，形成以煤礦采掘機(jī)械裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、露天采掘國(guó)家級(jí)技術(shù)中心、山西煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟為核心的技術(shù)研發(fā)體系。但與歐美國(guó)家相比仍有較大差距。主要表現(xiàn)在：基礎(chǔ)研究薄弱，核心技術(shù)開(kāi)發(fā)落后于整機(jī)開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐；關(guān)鍵零部件及整機(jī)

2、可靠性差，壽命短，自動(dòng)化、智能化程度低；中低端產(chǎn)品產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，高端產(chǎn)品品質(zhì)欠佳，部分整機(jī)產(chǎn)品及關(guān)鍵零部件仍需進(jìn)口等。圍繞煤炭工業(yè)實(shí)際需求和煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，部署創(chuàng)新鏈，提升我省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，對(duì)有效解決煤炭行業(yè)資源回收率差、生產(chǎn)效率低、安全狀況差、采掘工藝落后等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、安全、高效生產(chǎn)利用具有重要意義。山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)瓶頸根據(jù)煤炭開(kāi)采及加工方式，煤機(jī)裝備可劃分為露天開(kāi)采裝備、井工開(kāi)采裝備和洗選裝備三大類(lèi)。主要包括露天煤礦挖掘、破碎、運(yùn)輸設(shè)備；井工煤礦的綜采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、安全設(shè)備、供配電及通訊設(shè)備；洗選裝備的分選、旋流、過(guò)濾、振動(dòng)、離

3、心、物流倉(cāng)儲(chǔ)和連續(xù)輸送設(shè)備。國(guó)際上煤炭機(jī)械技術(shù)水平較高的國(guó)家主要為歐美國(guó)家，在煤炭機(jī)械設(shè)備的種類(lèi)、設(shè)計(jì)、制造及技術(shù)性能等方面均居于世界領(lǐng)先地位。20世紀(jì)末期以來(lái),高新技術(shù)不斷向傳統(tǒng)采礦領(lǐng)域滲透,美、澳、英、德等國(guó)家采用了大功率可控傳動(dòng)、微機(jī)工況檢測(cè)監(jiān)控、自動(dòng)化控制、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)等先進(jìn)適用技術(shù),研制出適應(yīng)不同煤層條件的高效智能煤機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了從普通綜合機(jī)械化生產(chǎn)向高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的根本性轉(zhuǎn)變。近年來(lái)，我國(guó)煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)取得了巨大進(jìn)步，大型裝備自主研發(fā)能力、制造技術(shù)與綜合實(shí)力達(dá)到世界先進(jìn)水平，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步提升，部分產(chǎn)品技術(shù)水平躍居世界前列。年產(chǎn)1000萬(wàn)噸成套綜采設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，薄煤層自

4、動(dòng)化采煤設(shè)備研制取得重要進(jìn)展，我國(guó)煤炭裝備出口到主要產(chǎn)煤國(guó)家，并取得了良好的信譽(yù)。我省在露天開(kāi)采裝備、綜采裝備、掘采裝備、主運(yùn)裝備、提升輔運(yùn)裝備、安全與自動(dòng)化裝備等方面形成較好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，部分產(chǎn)品處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，但與歐美國(guó)家相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在：露天裝備：關(guān)鍵裝備被國(guó)外所壟斷；設(shè)計(jì)方法和手段落后，產(chǎn)品重量、裝機(jī)功率等與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品差距較大；關(guān)鍵元器件依賴進(jìn)口；作業(yè)效率、能量利用率、動(dòng)態(tài)運(yùn)行平穩(wěn)性、噪聲和可靠性等都落后于國(guó)外產(chǎn)品；設(shè)備的智能化水平低。綜采裝備：產(chǎn)品可靠性、壽命較低;缺乏理論與核心技術(shù)支持，從設(shè)計(jì)源頭上影響了產(chǎn)品品質(zhì);材料性能、加工工藝、表面處理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都存在較大差距；記

5、憶切割、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、電液控制技術(shù)、軟啟動(dòng)與功率平衡等方面存在較大差距。掘采裝備：掘錨不能實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，巷道開(kāi)采效率低；自動(dòng)截割技術(shù)尚無(wú)法有效應(yīng)用于井下掘進(jìn)；破巖能力不足，鎬形截齒刀齒損耗量大；掘進(jìn)粉塵污染嚴(yán)重，適合巖巷掘進(jìn)粉塵污染治理的裝備在國(guó)內(nèi)還是空白；關(guān)鍵元部件制造水平低，耐磨性、可靠性差。主運(yùn)裝備：設(shè)計(jì)理論不足；平面轉(zhuǎn)彎技術(shù)、低運(yùn)行阻力輸送帶技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)技術(shù)等核心技術(shù)尚未突破；關(guān)鍵部件依賴進(jìn)口；控制系統(tǒng)智能化水平低。輔運(yùn)提升設(shè)備：產(chǎn)品規(guī)格與裝機(jī)功率??；核心技術(shù)與關(guān)鍵元部件依賴進(jìn)口；運(yùn)行能耗較大，動(dòng)勢(shì)能回收利用技術(shù)尚未突破；大容量蓄電池充放電技術(shù)、車(chē)輛用電機(jī)及其控制技術(shù)

6、落后；存在尾氣排放高、噪音高、故障率高、運(yùn)行費(fèi)用高、效率低的“四高一低”的問(wèn)題；設(shè)備可靠性、利用效率、使用壽命均落后于國(guó)外產(chǎn)品。安全與自動(dòng)化裝備：機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷功能不全，通信協(xié)議不規(guī)范；供配電系統(tǒng)裝備可靠性差，故障率高；綜合自動(dòng)化缺乏標(biāo)準(zhǔn)的通信平臺(tái)；生產(chǎn)裝備自動(dòng)化控制與保護(hù)技術(shù)落后。二、技術(shù)需求及攻關(guān)路徑我省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)在大型電力挖掘機(jī)、掘采裝備、綜采裝備、帶式輸送機(jī)、輔助運(yùn)輸裝備等方面產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚；在提升機(jī)、安全設(shè)備、供配電及通訊設(shè)備等方面有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；在鉆探、露天自卸車(chē)、洗選裝備等方面產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱（詳見(jiàn)圖2-1）。在全面分析國(guó)際、國(guó)內(nèi)及山西省煤機(jī)裝備發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)需求的基礎(chǔ)上

7、，圍繞煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)162個(gè)共性關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和煤炭生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際需求，提出山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)鏈+技術(shù)需求+市場(chǎng)需求（圖2-2），在露天裝備、掘采裝備、綜采裝備、主運(yùn)裝備、提升輔運(yùn)裝備、安全及自動(dòng)化裝備等我省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的領(lǐng)域提出6大創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)，45個(gè)項(xiàng)目，并提出山西省煤機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈技術(shù)攻關(guān)路徑（圖2-3）。三、重大研發(fā)項(xiàng)目的凝煉考慮我省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的現(xiàn)狀，按照煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈布署情況，從國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及問(wèn)題差距、關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)、考核指標(biāo)、總體目標(biāo)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)施后成果等方面深度凝練了大型露天煤礦關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化及示范應(yīng)用、快速高效掘采技術(shù)與裝備、高可靠長(zhǎng)壽命綜采成套裝備與關(guān)鍵技術(shù)研究、綠色高效長(zhǎng)距

8、離連續(xù)輸送系統(tǒng)、高效低污染提升/輔助運(yùn)輸裝備及關(guān)鍵部件研發(fā)、礦井綜合數(shù)字化技術(shù)及系統(tǒng)6大創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)，45個(gè)項(xiàng)目。依據(jù)其對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性、緊迫性、創(chuàng)新性、成熟性和貢獻(xiàn)度，確定了最優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目7個(gè)，優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目7個(gè)，支持級(jí)項(xiàng)目15個(gè)，儲(chǔ)備級(jí)項(xiàng)目16個(gè)。（詳見(jiàn)表1）。表3-1 山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目表專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目名稱優(yōu)先程度一、大型露天煤礦關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化及示范應(yīng)用1.高能效大型礦用液壓挖掘機(jī)及關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)最優(yōu)2.大型露天煤礦自移式破碎站及關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)優(yōu)先3.大型露天煤礦連續(xù)開(kāi)采成套裝備儲(chǔ)備二、快速高效掘采技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā)1.煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)與成套裝備研發(fā)最優(yōu)2.硬巖巷道掘進(jìn)機(jī)研發(fā)最優(yōu)3.薄煤層智能化綜采關(guān)

9、鍵技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā)優(yōu)先4.煤礦井下干式除塵系統(tǒng)研發(fā)優(yōu)先5.巷道修復(fù)綜合機(jī)械化設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究支持6.短壁機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)及成套裝備支持7.復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道自動(dòng)化快速掘進(jìn)技術(shù)與成套裝備支持8.巖巷截割頭先進(jìn)制造技術(shù)及關(guān)鍵工藝設(shè)備支持9.基于無(wú)線局域網(wǎng)的短壁工作面多設(shè)備協(xié)同控制系統(tǒng)儲(chǔ)備10.采掘工作面設(shè)備及人員防碰撞近感測(cè)距技術(shù)與裝置儲(chǔ)備三、高可靠長(zhǎng)壽命綜采成套裝備與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)1.高可靠性采煤機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)最優(yōu)2.長(zhǎng)壽命刮板輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)最優(yōu)3.高可靠智能化液壓支架及其關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)最優(yōu)4.煤礦膏體充填裝備系統(tǒng)的研發(fā)優(yōu)先5.綜采裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)支持6.綜采工作面機(jī)電系統(tǒng)集成

10、科學(xué)與集中控制系統(tǒng)儲(chǔ)備7.蹬空開(kāi)采綜掘工作面配套臨時(shí)支護(hù)裝備儲(chǔ)備8.蹬空開(kāi)采巖層大范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)儲(chǔ)備9.蹬空開(kāi)采采空區(qū)與地下巷道勘探設(shè)備儲(chǔ)備10.基于新型傳動(dòng)技術(shù)的刮板輸送機(jī)用大功率永磁耦合軟起動(dòng)裝置儲(chǔ)備四、綠色高效長(zhǎng)距離連續(xù)輸送系統(tǒng)開(kāi)發(fā)1.超長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的開(kāi)發(fā)最優(yōu)2.煤炭封閉倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)優(yōu)先3.長(zhǎng)距離煤炭輸送環(huán)保型圓管帶式輸送機(jī)支持4.膠帶運(yùn)輸機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)儲(chǔ)備五、高效、低污染提升/輔助運(yùn)輸裝備及關(guān)鍵部件研發(fā)1.恒減速制動(dòng)及智能閘控系統(tǒng)研發(fā)優(yōu)先2.礦用防爆柴油機(jī)清潔燃燒技術(shù)及裝置研發(fā)優(yōu)先3.蓄電池電力驅(qū)動(dòng)無(wú)軌輔助運(yùn)輸關(guān)鍵技術(shù)與裝備支持4.煤礦防爆車(chē)輛安全高效動(dòng)力及制動(dòng)技術(shù)與裝

11、備支持5.矢量控制高壓大功率變頻器支持6.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及整機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)支持7.高能效提升機(jī)運(yùn)行速度控制系統(tǒng)支持8.降低防爆柴油機(jī)尾氣排放技術(shù)支持9.鋼絲繩和箕斗重量變化自適應(yīng)平衡系統(tǒng)儲(chǔ)備10.防爆柴油機(jī)齒軌卡軌儲(chǔ)備11.防爆柴油機(jī)單軌吊車(chē)儲(chǔ)備12.提升機(jī)在線監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)儲(chǔ)備六、礦井綜合數(shù)字化技術(shù)及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)1.礦井生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)及裝備支持2.礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控及災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)支持3.煤礦供配電數(shù)字化系統(tǒng)及裝備支持4.礦井安全避險(xiǎn)及災(zāi)后救援及裝備儲(chǔ)備5.礦用車(chē)輛安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儲(chǔ)備6.煤礦供電質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和治理儲(chǔ)備注：最優(yōu)級(jí)項(xiàng)目7個(gè)，優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目7個(gè)，支持級(jí)項(xiàng)目15個(gè)，儲(chǔ)備級(jí)項(xiàng)目16個(gè)，

12、共計(jì)45個(gè)項(xiàng)目。四、配套技術(shù)體系圍繞煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)鏈，依托現(xiàn)有的露天采掘國(guó)家級(jí)技術(shù)中心、煤礦采掘機(jī)械裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家能源煤礦掘進(jìn)、運(yùn)輸技術(shù)裝備評(píng)定中心、山西省煤機(jī)行業(yè)技術(shù)中心、煤礦綜采裝備山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等34個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)，形成政、產(chǎn)、學(xué)、研、用五角相倚的創(chuàng)新體系。構(gòu)建以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系、各具特色優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的區(qū)域創(chuàng)新體系、科學(xué)研究與高等教育有機(jī)結(jié)合的知識(shí)創(chuàng)新體系、高端人才和技術(shù)骨干的培育體系。形成15個(gè)示范工程（示范基地）（長(zhǎng)壽命高可靠性綜采技術(shù)與裝備工程示范基地等），1個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（山西煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟），建成5個(gè)煤機(jī)研發(fā)中心和煤機(jī)產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)中心；培養(yǎng)5個(gè)在國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域具有知名度的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（煤礦綜采裝備與技術(shù)國(guó)家科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等）。五、預(yù)期效益分析通過(guò)