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、兒前言山西省是我國重要的能源基地。獨特的煤炭資源稟賦，為煤機(jī)裝備制造業(yè)發(fā)展提供了得天獨厚的地域優(yōu)勢。 “圍繞煤炭裝備制造業(yè)高端化，實現(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)械裝備國家工程實驗室、露天采掘國家級技術(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)開發(fā)落后于整機(jī)開發(fā)，產(chǎn)品設(shè)計缺少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐；關(guān)鍵零

2、部件及整機(jī)可靠性差，壽命短，自動化、智能化程度低；中低端產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，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、采掘工藝落后等問題，實現(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)煤炭開采及加工方式，煤機(jī)裝備可劃分為露天開采裝備、井工開采裝備和洗選裝備三大類。主要包括露天煤礦挖掘、破碎、運輸設(shè)備；井工煤礦的綜采、掘進(jìn)、運輸、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

3、濾、振動、離心、物流倉儲和連續(xù)輸送設(shè)備。國際上煤炭機(jī)械技術(shù)水平較高的國家主要為歐美國家，在煤炭機(jī)械設(shè)備的種類、設(shè)計、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,高新技術(shù)不斷向傳統(tǒng)采礦領(lǐng)域滲透,美、澳、英、德等國家采用了大功率可控傳動、微機(jī)工況檢測監(jiān)控、自動化控制、機(jī)電一體化設(shè)計等先進(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，我國煤機(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)與綜合實力達(dá)到世界先進(jìn)水平，國際競爭力進(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 萬噸成套綜采設(shè)備已經(jīng)

4、實現(xiàn)國產(chǎn)化，薄煤層自動化采煤設(shè)備研制取得重要進(jìn)展，我國煤炭裝備出口到主要產(chǎn)煤國家，并取得了良好的信譽(yù)。我省在露天開采裝備、綜采裝備、掘采裝備、主運裝備、提升輔運裝備、安全與自動化裝備等方面形成較好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，部分產(chǎn)品處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，但與歐美國家相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在：露天裝備：關(guān)鍵裝備被國外所壟斷；設(shè)計方法和手段落后，產(chǎn)品重量、裝機(jī)功率等與國外同類產(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、動態(tài)運行平穩(wěn)性、噪聲和可靠性等都落后于國外產(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)

5、準(zhǔn)都存在較大差距；記憶切割、運行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、電液控制技術(shù)、軟啟動與功率平衡等方面存在較大差距。掘采裝備：掘錨不能實現(xiàn)平行作業(yè)，巷道開采效率低；自動截割技術(shù)尚無法有效應(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。主運裝備：設(shè)計理論不足；平面轉(zhuǎn)彎技術(shù)、低運行阻力輸送帶技術(shù)、動態(tài)分析與設(shè)計技術(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；運行能耗較大，動勢能回收利用技術(shù)尚未突破；大容量蓄電池充放電技術(shù)、車

6、輛用電機(jī)及其控制技 術(shù)落后；存在尾氣排放高、 噪音高、故障率高、運行費用高、 效率低的“四高一低”的問題；設(shè)備可靠性、利用效率、使 用壽命均落后于國外產(chǎn)品。安全與自動化裝備： 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷功能 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；綜合自動化缺乏標(biāo)準(zhǔn)的通信平臺；生產(chǎn)裝備自動化控制 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、洗選裝備等方面產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱（詳見圖2-1 ）。在全面分析國際、國

7、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，圍繞煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)162個共性關(guān)鍵技術(shù)問 題和煤炭生產(chǎn)企業(yè)實際需求，提由山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)鏈+技術(shù)需求+市場需求（圖2-2 ）,在露天裝備、掘采裝備、綜 采裝備、主運裝備、提升輔運裝備、安全及自動化裝備等我 省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的領(lǐng)域提由6大創(chuàng)新專項，45個項目，并提由山西省煤機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈技術(shù)攻關(guān)路徑（圖2-3 ）?？紤]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，從國內(nèi)外現(xiàn)狀及問題差距、 關(guān)鍵技術(shù)難點、 考核指標(biāo)、總體目標(biāo)、社會經(jīng)濟(jì)效益、實施后成果等方面深 度凝練了大型露天煤礦關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化及示范應(yīng)用、快速高 效掘采技術(shù)與裝備、高可靠長

8、壽命綜采成套裝備與關(guān)鍵技術(shù)研究、綠色高效長距離連續(xù)輸送系統(tǒng)、 高效低污染提升/輔助 運輸裝備及關(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)新專項，45個項目。依據(jù)其對產(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)先級項目7個，優(yōu)先級項目7個，支持級項目15個，儲備級項目16個。（詳見 表1 ）。表3-1山西省煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新項目表專項項目名稱優(yōu)先程度一、大型露天煤 屋鍵裝備國產(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)開發(fā)優(yōu)先3.大型露天煤礦連續(xù)開采成套裝備儲備二、快速局效掘 采技術(shù)與裝備開 發(fā)1.煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)與成套

9、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)鍵技術(shù)與裝備開發(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)械化開采技術(shù)及成套裝備支持專項項目名稱優(yōu)先程度7.復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道自動化快速掘進(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.臬十尢我局域網(wǎng)的短壁工作面多設(shè)備協(xié)同控 制系統(tǒng)儲備10.米掘工作面設(shè)備及人員防碰撞近感測距技 術(shù)與裝置儲備三、高可靠長有 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)開發(fā)最優(yōu)2.長壽命刮板輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)最優(yōu)3.高可靠智能化液壓支架及其關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)最優(yōu)4.煤礦

10、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)測及故障診斷系統(tǒng)支持6.綜采工作而機(jī)電系統(tǒng)集成科學(xué)與集中控制系統(tǒng)儲備7.蹬空開采綜掘工作而配套臨時支護(hù)裝備儲備8.蹬空開采巖層大范圍實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)儲備9.蹬空開采采空區(qū)與地卜巷道勘探設(shè)備儲備10.基于新型傳動技術(shù)的刮板輸送機(jī)用大功率永磁耦合軟起動裝置儲備四、綠色局效長 跑離連續(xù)輸送系 統(tǒng)開發(fā)1.超長距離帶式輸送機(jī)的開發(fā)最優(yōu)2.煤炭封閉倉儲系統(tǒng)開發(fā)優(yōu)先3.長跑離煤炭輸送環(huán)保型圓管帶式輸送機(jī)支持4.膠帶運輸機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)儲備五、局效、低污1.恒減速制動及智能閘控系統(tǒng)研發(fā)優(yōu)先專項項目名稱優(yōu)先程度染提升/輔助運輸 裝備及關(guān)鍵部件 研發(fā)2.礦用防爆柴油

11、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)動無軌輔助運輸關(guān)鍵技術(shù)與裝備支持4.煤礦防爆車輛安全高效動力及制動技術(shù)與裝備支持5.矢量控制高壓大功率變頻器支持6.現(xiàn)代設(shè)計方法及整機(jī)數(shù)字化設(shè)計軟件平臺支持7.高能效提升機(jī)運行速度控制系統(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)儲備10.防爆柴油機(jī)齒軌卡軌儲備11.防爆柴油機(jī)單軌吊車儲備12.提升機(jī)在線監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)儲備六、礦井綜合數(shù) 字化技術(shù)及系統(tǒng) 開發(fā)1.礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)及裝備支持2.礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(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.礦井安全避險及災(zāi)后救援及裝備儲備5.礦用車輛安

12、全監(jiān)測系統(tǒng)儲備6.煤礦供電質(zhì)量的實時監(jiān)測和治理儲備注：最優(yōu)級項目7個，優(yōu)先級項目7個，支持級項目15個，儲備級項目16個，共計454項目。四、配套技術(shù)體系圍繞煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)鏈，依托現(xiàn)有的露天采掘國家級技術(shù)中心、煤礦采掘機(jī)械裝備國家工程實驗室、國家能源煤礦掘進(jìn)、運輸技術(shù)裝備評定中心、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實驗室等34 個創(chuàng)新平臺，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)合的知識創(chuàng)新體系、高端人才和技術(shù)骨干的培育體系。形成15 個示范工程（示范基地）（長壽命高可靠性綜采技術(shù)與裝備工程示范基地等），1 個產(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 個煤機(jī)研發(fā)中心和煤機(jī)產(chǎn)品檢驗檢測中心；培養(yǎng) 5 個在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域具有知名度的科技創(chuàng)新團(tuán)隊（煤礦綜采裝備與技術(shù)國家科技創(chuàng)新團(tuán)隊等）。五、預(yù)期效益分析通過山西省煤機(jī)裝備