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貴州以技術創新推動煤炭產業革命

2019-08-13 11:18:37|來源:經濟日報|編輯:薛維萌 |責編:韓東林

  近年來,貴州以科技興煤擺脫老舊模式。特別針對喀斯特地貌的複雜煤層開採難題,貴州依靠科技創新主動作為,以技術榜單破解關鍵核心技術,為全省煤炭工業轉型升級賦能。

  將地下煤層引燃,通過操縱供氧量,讓煤炭發生化學反應並產生煤氣,再通過管道將煤氣輸送到需要的地方。科幻小說《地火》中,這個“120年以後人類熟練掌握的技術”在貴州實現了。

  日前,貴州省科技廳與省能源局簽署了戰略合作協議,攜手推動煤炭開採智慧化和機械化水平。隨著科技持續攻關,貴州煤炭開採搭上了高科技快車。一個“井下無人、地上無煤、純清潔能源”的煤炭工業新時代到來了。

  擺脫“傻大黑粗”模式

  一身黝黑的礦工,深入到地下礦井堙A一筐一筐地挖煤,然後運上地面……在貴州,這種“傻大黑粗”式的採煤模式,如今正在被逐漸終結。

  貴州發耳煤業有限公司早就實現了“一鍵採煤”。只要在地面上輕輕摁下總控台啟動按鈕,地下深處的採煤機就進入了“無人駕駛”狀態。割煤、移動,煤炭源源不斷地通過皮帶輸送到地面。

  2018年5月份,貴州發耳煤業有限公司將大數據與煤炭產業深度融合,完成了31004綜採工作面的智慧化改造。貴州煤礦由此開啟“無人駕駛”模式,礦井深處的礦工身影正在減少。

  “在貴州複雜地質條件下成功運行智慧化模式,這在以前是不敢想的。”貴州發耳煤業有限公司採煤副總工程師朱加賢感觸頗深,貴州煤礦多為煤與瓦斯突出礦井,地質結構極其複雜,要在這種條件下實現智慧機械化開採,幾乎是不可能的事。這對於在井下幹了20多年採煤工的朱加賢來說,“簡直是翻天覆地的變化”。

  不過,翻天覆地的變化顯然不止於此。5年前,在貴州省科技廳的支持下,貴州盤江精煤股份有限公司經多方論證,聯手中國礦業大學開展煤層地下氣採技術攻關。由中國礦業大學王作棠教授領銜的科研團隊,先後攻克了五項重大關鍵技術,于去年成功實現了地下煤氣化點火。

  讓地下的煤炭有效燃燒,使之轉化為可燃氣體,這樣不用開挖就可以直接把地下煤層中的含能成分提取出來,使得採煤就像開採石油和天然氣一樣。在王作棠看來,煤炭氣化代表著我國能源革命的創新方向,對於貴州這樣一個煤炭大省來說,意義重大。

  瞄準井下智慧化採掘

  貴州是我國南方煤炭資源最豐富的省區,素有“西南煤海”之稱。但一個尷尬的事實是,喀斯特地貌讓貴州煤層賦存條件複雜,煤礦開採條件比北方煤炭省份差。

  數據顯示,貴州省埋深2000米以淺的煤炭資源總量2588.55億噸,其中已探獲資源量707.61億噸。受煤層複雜賦存條件及開採技術制約,現有生產、建設礦井主要集中在佔儲量約50%的厚煤層和中厚煤層,剩餘50%儲量的薄煤層、極薄煤層、急傾角煤層基本棄採。

  根據貴州省委省政府部署,96%的現有生產礦井將在2020年實現機械化開採,其餘4%屬於很難機械化的極薄、急傾角煤層。解決“關鍵4%”礦井機械化開採問題,不僅將使煤炭資源利用效率大幅提高,還將為開採豐富的極薄、急傾角煤層,甚至2000米以深更為豐富的煤炭資源奠定基礎。

  科技創新必須服務於國民經濟主戰場,立足於解決經濟社會發展中的難點。為此,2017年貴州省科技廳發佈技術榜單,懸榜攻克長期以來制約貴州煤炭轉型升級的核心技術。

  貴州省科技廳高新技術處主任科員楊璟說,技術榜單針對貴州省礦井實際情況,梳理出3個技術攻關方向,包括1米以下煤層和60°以上的急傾斜煤層機械化開採技術、煤礦井下無人/少人採掘系統和礦井設備小型化輕量化技術。最終,貴州省科技廳據此立項實施科技重大專項,支持經費高達4815萬元,“力度前所未有”。

  作為中榜單位之一的貴州眾一金彩黔礦業有限公司,成了西南地區首家實現薄煤層智慧化開採的民營煤炭企業,公司旗下岩腳煤礦智慧化綜採工作面目前已通過驗收。煤層平均厚度僅1.3米,且屬高瓦斯煤礦,在這樣的條件下實行智慧化開採,著實難度不小。然而,貴州眾一金彩黔礦業有限公司聯手社會科研力量,牽頭攻克技術難關。現在,岩腳煤礦早已實現了“有人巡視、無人值守、遙控採煤”。

  目前,通過技術榜單實施的科技重大專項進展順利。參與揭榜的中國礦業大學教授劉盛東表示,當前煤礦採掘機械化在很多地區已經實現,但採掘自動化、智慧化還是一個世界性難題,貴州如果能啃下這個硬骨頭,將迎來一場煤炭產業新革命。

  煤炭從黑色變綠色

  2018年底,貴州提出打造十大千億元級“產業航母”,入列的基礎能源產業到2022年產值將達到2200億元,其中煤炭產業產值達到2000億元。

  近年來,貴州省煤炭行業克服市場下行困難,經過深度調整,總產值從2013年的1395.7億元,提高到2017年的1850億元,正穩步向2000億元級行業邁進。但是,其中的困難依舊不容小覷。特別是在青山綠水的貴州,傳統依賴資源消耗的發展模式已經難以為繼,煤炭業必須走出“粗放經營、礦難頻發、環境污染、資源浪費”的怪圈。

  要把煤炭從黑色變成綠色,把高碳變成低碳,把污染變成清潔,唯一的解決方案只有一個——科技興煤。為此,貴州提出了高端化、綠色化、集約化目標,關鍵詞是轉型升級和提質增效,路徑就是智慧化和機械化。

  貴州省科技廳廳長廖飛向記者介紹:“傳統產業高新技術化是貴州省科技工作‘重中之重’,基礎能源產業既是‘煤電煙酒’傳統產業的代表,又在‘十大千億元級工業產業’中名列第一。我們將以此為‘當頭炮’和突破點,將傳統動能改造為新動能,形成‘十大千億元級工業產業’高端化綠色化集約化的示範。”

  5月20日,貴州省科技廳和省能源局簽署了戰略合作協議,明確雙方將以變革性技術推動煤炭產業革命,共同推動貴州省能源產業高質量發展,加快建成全國重要能源基地。

  按照協議,貴州將在2022年左右實現煤炭開採100%機械化,在2025年實現“井下無人地面無煤”。相關技術人員告訴記者,僅從裝備層面顯然不能完全實現無人化開採,必須從方法論上革新,從工法、規程上改進,以技術創新和制度創新“雙輪驅動”推動產業變革。

  據了解,今後貴州省科技廳和省能源局將以聯合資助、產業基金等方式,對煤炭地下氣化、無煤柱開採、“大數據+煤礦”深度融合、智慧供電以及能源領域其他技術研究與應用給予項目支持。貴州省能源局將協調組織有關單位提供應用場景,並申報省級科技計劃項目,貴州省科技廳則支持相關項目,統籌關鍵技術攻關,組織成果應用示範。(王新偉 吳秉澤 何星輝)

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