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咬定“自主”疾步行

——2018年礦業技術裝備10件大事

2018-12-26 9:17:15 來源:中國礦業報 本報記者:李曉娜

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編者按:

在全球經濟不確定因素增加、礦業復蘇面臨諸多挑戰的背景下,2018年我國礦業行業始終堅持科技創新、自主創新不動搖,攻堅克難,奮力開拓,在技術裝備領域取得了多項創新突破,培育了礦業發展的新動能,有力地支撐了礦業行業的綠色發展、高質量發展和可持續發展。從勘探開采到選冶利用,從地球淺部到深地深海,從科研平臺到智慧礦山,從國內市場到海外市場,礦業技術裝備領域用實踐證明,科技創新不僅是礦業發展的根本和核心動力,而且越來越成為支撐行業發展的關鍵因素;技術創新突破之于礦業行業發展的影響,將是變革性的、深遠的。

1.紫金礦業出現“高新技術企業群體”

紫金礦業涌現出一批高新技術企業。紫金礦業集團本部以及貴州紫金、紫金鋅業、山西紫金等權屬企業分別通過國家高新技術企業資格評審及認定。多年來,紫金礦業緊緊圍繞“研發成熟一個、成果轉化一個”的方針,通過資金保障和開展科研實體單位“模擬市場化”改革,實行管理和科技人員的雙軌制薪酬體系、工程技術人員和科研人員個人成果積分制以及寬容失敗的科研免責制等,營造了良好的創新氛圍;建成了國家重點實驗室、國家級企業技術中心、博士后工作站等一批高層次的科研平臺,聘請了一批院士專家、技術顧問,與高??蒲性核⒘誦鞴叵?,研發了一批適用性強、產業化水平高、經濟效益顯著的自主知識產權和科研成果。

點評:創新是企業發展的核心競爭力。對于紫金礦業而言,科技創新尤為重要。20多年來,紫金礦業所獲得的資源不是低品位,就是難選冶。為破解這一發展瓶頸,紫金礦業通過一系列技術創新和管理創新,形成了以“低品位、難處理礦產資源綜合回收利用及大規模工程化開發”、“濕法冶金”以及“地質勘查”為代表的三大行業領先的核心技術,及時解決了制約我國有色金屬工業發展的重大技術難題,為我國低品位、難處理金、銅礦資源的綜合利用和產業升級提交了“紫金方案”,同時也為新時代礦業轉型升級貢獻了“紫金智慧”。

2.我國首臺懸臂式撐靴掘進機試運行

EBZ85C型懸臂式撐靴掘進機在陽煤二礦投入試運行,這也是目前我國在斷面最小的掘進巷道中使用的首臺該類型掘進設備。作為我國首臺撐靴式盾構機產品,EBZ85C型懸臂式撐靴掘進機同時也是目前世界上領先的截割面小、安全高效的礦用掘進設備。該設備由遼寧中盾集團和德國海瑞克公司聯合設計研發、制造,其主要特點是實現掘、錨、運平行作業,主要適用于煤礦井下馬蹄形截面小斷面巖巷快速掘進。

點評:傳統的懸臂式掘進機僅能截割巷道部分斷面,要破碎全斷面巖石,還需要多次上下、左右連續移動截割頭來完成工作。而懸臂式撐靴掘進機則有效解決了這些難題——通過減少巷道斷面,加快掘進速度,降低掘進、支護成本,減少出矸量,降低洗選、環保成本。懸臂式撐靴掘進機項目是陽煤集團重點科研項目之一。2017年11月,該掘進機在陽煤二礦井下安裝完成,應用于8號煤13采區21306綜采工作面高抽巷施工,魅力盡顯——在滿足通風要求的前提下,巷道斷面小了,掘進速度大幅加快。

3.我國選礦生產執行系統技術取得重大進步

863計劃先進制造技術領域“基于物聯網的選礦生產執行系統技術研究與示范應用”課題通過專家組技術驗收。在國家863計劃的支持下,沈陽東大自動化有限公司與東北大學和重慶郵電大學合作,結合選礦企業實現精細化管理、提升生產效率、促進節能減排、保障安全生產的實際需求,將有線物聯網與無線物聯網有機集成,開發出基于物聯網和云計算的選礦工業過程全互聯網絡制造技術總體架構,突破傳統分布式控制系統分層結構的局限性,實現了選礦全流程生產信息的全面采集和互聯互通;在實驗室環境搭建了基于物聯網和工業云的選礦智能MES研究平臺,并在大型選礦企業開展工業示范應用。

點評:在采礦選礦復雜環境的條件下,工業現場執行系統由于其復雜工況以及高級別安全要求,實現自動化和智能化難度較大。而隨著我國在物聯網技術研發、標準研制、產業培育等方面的快速發展,應用物聯網技術優化提高復雜工況的工業制造能力和水平成為產業升級換代的一個突破口。用戶報告是最有力的說明——采用該選礦生產執行系統技術,金屬回收率提高了1.04%,綜合能效提高1.23%。

4.我國海上高溫高壓鉆完井技術體系躋身世界前列

中國海洋石油集團有限公司旗下南海西部石油管理局在我國南海成功完成一口超高溫高壓探井的測試作業。該井的成功鉆探,進一步驗證了我國海上超高溫高壓鉆完井系列關鍵技術方面的有效性和先進性,使我國海上高溫高壓鉆完井技術體系躋身世界前列,對勘探開發我國南海深層油氣、推進南海萬億大氣區體系建設具有重要意義。據介紹,此次鉆探作業位于我國南海北部鶯歌海盆地,該井溫度接近200攝氏度,壓力系數2.28,井底壓力接近1000個大氣壓,屬于超高溫高壓。

點評:我國南海地處歐亞、太平洋和印澳三大板塊交匯處,與美國墨西哥灣、英國北海并稱全球三大海上高溫高壓海區。但相比其他兩個區,我國南海的溫度、壓力更高,是名副其實的“大煉爐”。而這個大煉爐里蘊藏著近15萬億立方米的天然氣,約占南海總資源量的1/3,其天然氣勘探也成為全球油氣行業內公認的世界級難題。從成礦理論創新到高溫高壓鉆完井關鍵技術突破,再到海上高溫高壓安全鉆井全套技術研發,我國通過幾十年的努力,成為全球第二個具備獨立開發海上高溫高壓油氣能力的國家。值得一提的是,“南海高溫高壓鉆完井關鍵技術及工業化應用”還獲2017年度國家科學技術進步獎一等獎,并在海外高溫高壓區塊應用成功。

5.納濾技術首次用于國內冶金礦山

河鋼礦業中關鐵礦水處理系統六臺納濾NF機組的聯合調試成功,標志著該礦采用納濾膜技術對礦井涌水進行凈化達到國家規定的《Ⅲ類地下水質量標準》,此項目是目前國內首個在冶金礦山礦井回灌水凈化系統應用納濾技術的示范化工程項目。據了解,該礦于2017年引進“礦井水處理系統”項目,設計處理能力1000立方米/小時,采用澄清池絮凝沉淀+多介質過濾+納濾+消毒的處理工藝,成功將納濾技術應用到礦井回灌水凈化系統,能夠回收80%清潔水,其余20%生產過程中產生的濃鹽水全部用于選礦生產,實現生產廢水零排放。

點評:納濾技術是一種新型膜分離技術,介于超濾和反滲透之間,可以高效截留水中的多價鹽和有機污染物,對單價、多價離子混合體系具有很好的選擇分離特性。與傳統的反滲透技術相比,納濾的操作壓力更低,相對更節能。河鋼礦業通過此項技術處理完的清潔水水質優于該礦周邊地區使用的地下水,稍加投資對其進行簡單處理即可用于飲用。在河鋼集團綠色制造、綠色產業、綠色產品、綠色采購、綠色物流、綠色礦山“六位一體”布局里,河鋼礦業通過制度完善、體系創新等演繹著新時代礦山綠色發展的新篇章。

6.我國建造的先進深海采礦船出塢下水

由福建馬尾造船公司承建的全球首制MW301-1#227米深海采礦船在福州市連江縣粗蘆島出塢下水。該船總長227米,型寬40米,型深18.2米,吃水13.2米,配置有性能強大的深??笪錕?、提升、脫水和裝卸系統,推進系統和動力定位系統、高智能的自動化控制系統,以及全球首制的各類采礦系統,具備于2500米深海區域采礦作業的能力,主要用于深海多金屬硫化物的開采,可以裝載礦貨39000噸,集采礦作業、航行、居住生活服務功能于一體,可持續海上定位作業長達5年。

點評:向地球深部進軍,既需要掌握深地、深海的復雜環境變化,也需要借助先進的技術裝備。深海采礦船是勘探開發深海資源的重要工具,而且這一工具融合了當今世界多項尖端裝備和技術,在海洋礦產探測開采裝備制造領域具有首創性。這使得該深海采礦船自2014年承建以來便成為萬眾矚目的焦點。馬尾造船公司秉承工匠精神、精心雕琢打造的深海采礦船,令加拿大鸚鵡螺礦業公司豎起大拇指,充分展示了我國在深海船制造領域的技術實力。

7.世界首個智能超大采高工作面試生產成功

伴隨著該集團世界首個智能超大采高8.8米工作面的試生產成功,我國煤炭開采技術及高端采煤裝備國產化邁上了一個新臺階——填補了國內乃至全世界特厚煤層綜采工作面一次性采全高的技術空白,突破了現有世界綜采的最大高度;在引入了數字化、智能化技術,大大提高綜采工作面單產水平的同時,實現了我國高端采煤裝備國產化進程中的一項重要突破。據了解,8.8米新工作面長299.2米,推進長度5254.8米,采高8.6米,可采儲量1754萬噸。在厚煤層開采中,相比傳統的放頂煤開采技術,該8.8米超大采高工作面提高了回采率和開采效率。

點評:無疑,這是我國采掘裝備與開采技術上的一次歷史性變革,不僅突破了現有世界綜采的最大高度,而且實現了我國高端采煤裝備國產化的突破,帶動了國內外超大采高成套裝備發展。值得注意的是,該套設備中采煤機、外三機、液壓支架、泵站等的技術水平均處于行業領先地位,其配套設備的運輸車輛、輔運平硐等均創多個國內、世界首例。其研發應用,在顯著提高工作效率、降低作業成本、提高資源回采率的同時,也為其它類似賦存條件下井工煤礦特厚煤層安全高效掘進、回采提供了技術依據和參考經驗。

8.我國企業攻克拜耳法核心技術難關

我國企業在礦業重大關鍵技術創新方面拿下一項世界第一。成都牧甫科技有限公司宣布對常規拜耳法實現歷史性突破,使得拜耳法生產中的氧化鋁收益率在控制成本的基礎上,由52%提高到70%~80%,攻破了100多年來世界鋁工業技術難關,已完成噸級產業線建設和工藝的設定。“增值拜耳法”是成都牧甫科技有限公司院士工作站團隊在干勇院士的指導下,針對拜耳法生產氧化鋁收率低這一100多年來的技術難關,開展的科研課題。據介紹,增值拜耳法系成都牧甫科技有限公司完全自主的原創技術,擁有完全的自主知識產權,并已經申報有關專利。

點評:拜耳法是一種工業上廣泛使用的從鋁土礦生產氧化鋁的化工過程,是100多年來生產氧化鋁的主流方法,至今也是最優秀、最節能、工藝設備最簡單、最環保的方法,但收率偏低是其最大缺陷。而增值拜耳法的顛覆性突破,在不大幅增加成本的基礎上,極大地提高了經濟效益和社會效益,將改變世界鋁產業的格局,帶來革命性突破。對此,有專家認為,由于該技術的突破,目前我國高硅高鋁礦拜耳法不能適用的現狀有望得到突破性改變,將對我國鋁產業原料給以極大支撐。并且,該技術在改造傳統氧化鋁產業、促進循環經濟發展、節能減排、高效生產環保等發面具有重大意義。

9.云南研發國內最大柱浮選選礦技術

云南省科技廳宣布,研發出國內最大柱浮選選礦技術,并成功應用。該技術突破傳統磷礦開采方式,提高了磷礦資源的開發利用水平,對支持磷化工支柱產業的可持續發展具有深遠意義。云南省科技廳立項支持云南云天化集團進行了“中、低品位膠磷礦柱浮選新技術開發”項目研究。立項以來,云天化集團建成了柱式浮選專業實驗室,并配套建設了柱式浮選擴大連續試驗裝置和柱式浮選中試放大裝置,建成的柱式浮選中試放大裝置可以靈活配備、組合各種工藝流程,技術水平處于世界先進水平。

點評:云南磷礦資源豐富,但長期以來“取富棄貧”的開采方式導致其磷礦資源浪費較大,92%的中、低品位磷礦沒有得到綜合利用。“中、低品位膠磷礦柱浮選新技術開發”項目是柱浮選新技術在膠磷礦選礦方面的首次應用,也是國內最大的浮選柱應用項目,具有較強的技術創新性,對推動膠磷礦柱式浮選選礦技術的產業化應用具有積極意義。與槽式浮選技術相比,柱浮選技術簡化了選廠流程,減少了占地面積,減少了浮選設備數量,降低了工程投資,降低了設備操作管理費用,提高了磷礦資源的開發利用水平,對支持云南磷化工支柱產業的可持續發展具有深遠意義。

10.山東能源煤炭生產邁入“智慧”時代

“‘開著轎車’打掘進,真過癮!”山東能源棗礦集團蔣莊煤礦掘進三區掘進機司機施青山在結束一個班作業后高興地告訴筆者,現在操作液壓掘進鉆車就像開轎車一樣,不僅可以前進、后退、360度旋轉,而且所有工作只需操作幾個手柄就可完成。在煤礦,掘進巖巷施工一般使用人工風鉆打眼、耙裝機裝耙矸施工,不僅勞動強度高、噪音大、灰塵多,而且易給職工造成安全健康危害。去年,蔣莊煤礦建成了集液壓掘進鉆車、挖掘式裝載機、巷道修復機等為一體的新型巖石快速掘進作業線,不僅極大地改善了職工作業條件,保證了安全,而且平均月進由90米提升至160多米,并創出了月進195米的山東行業新水平,打造出了安全優質的快掘樣板工程。

點評:新時代、新背景下,礦業企業尤其是煤炭企業如何實現新舊動能轉化?科技創新是關鍵抓手。山東能源集團把最先進的技術、裝備和管理引入煤炭生產,圍繞“采煤智能化、掘進快速化、輔助運輸連續化、小型裝備實用化”目標,加快改造提升傳統煤炭產業,以“技術密集”替代“勞動密集”,以“科技驅動”取代“人海戰術”,使煤炭生產邁入了“智慧”時代。如今,一鍵采煤、無人值守、無人掘進、無人運輸、智能巡檢等一系列先進技術裝備都已在山東能源集團落地生根,推動著煤炭生產由“汗水型、人海式”向“自動化、智慧型”轉變?!?

網站編輯:宮莉