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10年协同攻关 我国煤炭千万吨综放工作面装备实现全国产化

 

 

    2015010910:42    来源:人民网-科技频道

  自新中国成立以来,煤炭一直是我国的主体能源。2013年,煤炭占我国一次能源结构生产及消费的比例就分别达到77.3%66.6%,支撑着国民经济的发展和人们的生产生活

  放眼全球煤炭开采技术,厚度14m以下煤层开采技术已基本解决,但厚度14m以上的煤层在全世界范围内还没有一种安全、高效、高回收率的开采技术,急需研究开发。而从我国煤炭资源储量来看,特厚煤层储量丰富,尤其在山西、内蒙、新疆等煤炭主产区,总资源量上万亿吨。因此实现14m以上煤层安全高效开采,成为了保障我国煤炭工业持续发展和能源安全亟待突破的难题。

  在2014年度国家科学技术奖励大会上,一项由中国煤炭科工集团有限公司研发完成的“特厚煤层大采高综放开采关键技术及装备”项目因成功解决了1420m特厚煤层开采的世界性难题,实现了厚煤层开采技术与装备的重大突破,获得了国家科学技术进步奖一等奖。

  早在2003年,中国煤炭科工集团就开始联合相关单位前期研究, 2008年获科技部立项,将“特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备研发”列为新中国成立以来煤炭行业第一个国家科技支撑重大项目,研发经费4.45亿元,并以大同塔山煤矿为试验矿井,开展1420m特厚煤层开采关键技术及装备自主研发。

  “要实现14m以上煤层安全、高效开采,需要解决4大技术难题。”项目第一完成人、中国煤炭科工集团有限公司董事长王金华表示,“第一个是在地下几百米深度范围,煤层厚度增加后,将形成特大的开采空间,一方面要控制这种特大开采空间岩层的稳定性,另一方面还得把煤尽可能都采出来,做到不浪费,这一点难度很大。”

  “第二个难题是14m以上特厚煤层开采世界上没有先例,没有成套的采煤装备,需要开发并做到各设备性能的合理匹配;第三个难题是煤炭开采前需要再地下几百米深的煤层中开挖巷道,但由于煤层厚度大,强度比岩石低很多,为了满足通风和大型设备运输的要求,巷道断面也大,并受到采煤强烈扰动影响,这种情况下巷道很容易塌方;第四个难题是高强度、特大开采空间下,瓦斯和火灾等安全问题怎样解决,也就是安全防护问题。”

  面对这般困境,王金华和他的团队没有退缩。王金华回忆,201010月到12月工业性试验期间,15家煤炭行业顶级的科研院所、高等院校、煤机装备研发生产企业和煤炭生产企业,数百名研发人员全部集中在塔山煤矿,吃住都在矿上,与煤矿工人打成一片。每天下到地下近500m深的采煤工作面一线进行技术指导、设备调试、性能与故障检测等。

  “项目的成功离不开全体项目组成员的辛勤劳动和汗水,更与一线采煤工人在煤矿井下不分昼夜的坚守分不开。”王金华说着,眼睛里面分明有些湿润。

   经过10年的协同攻关,项目组首次开发了1420m特厚煤层大采高综放开采成套装备;首次实现了特厚煤层工作面年产千万吨的安全高效开采;首次开发了特大断面全煤巷道高强度锚杆锚索联合支护技术及材料,解决了大采高综放开采全煤巷道支护技术难题,保障了巷道安全与工作面快速推进;开发了世界首套年产千万吨特厚煤层大采高综放开采成套设备,实现了千万吨综放工作面装备的全国产化;开发出大采高综放工作面瓦斯防治与综合防火安全保障技术,解决了“低瓦斯赋存、高瓦斯涌出”高强度综放开采瓦斯治理难题和高综放工作面防火难题。

  如今,研究成果已经在大同塔山煤矿试验成功,年产量达1085万吨,首次在全世界实现了井工煤矿1420m特厚煤层安全、高校、高回收率一次开采,并在大同、平朔、神东、新疆等13个矿区的32个煤矿得到推广应用。近三年新增产值564亿元,新增利税221亿元。

   同时,该项目还获得了国家发明专利22项,实用新型专利61项,发表论文237篇,专著6部,标准15项。

  “随着我国煤炭开发逐渐向新疆等西部转移,这一成果的应用前景将更为广阔。” 王金华说,这是全体煤炭人的努力成果。

 

 

发布时间:2015/1/9 14:25:36 浏览次数:1594次