改革開放40年丨煤炭工業(yè)實現(xiàn)三大科技革命
黨的十一屆三中全會以來,我國將改革開放確定為基本國策,鄧小平提出了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的著名論斷,科技創(chuàng)新成為提升我國綜合國力的正確選擇。改革開放40年來,煤炭行業(yè)改革發(fā)展的歷史,就是一部煤炭行業(yè)堅持科技創(chuàng)新、推動科技進步,以科技創(chuàng)新和科技進步實現(xiàn)煤炭工業(yè)科學(xué)發(fā)展、跨越發(fā)展、轉(zhuǎn)型發(fā)展的歷史。煤炭行業(yè)在40年波瀾壯闊的發(fā)展進程中,推動并實現(xiàn)了三大科技革命。
科技創(chuàng)新推動實現(xiàn)采煤方法的革命
新中國成立后,黨和政府高度重視煤炭工業(yè)發(fā)展,但當(dāng)時煤炭工業(yè)的科技含量十分低下。改革開放后,我國大力推進綜合機械化采煤技術(shù),2017年底我國大型煤礦采煤機械化程度達到96%,掘進機械化程度提高到54%,智能化采煤工作面有70多個,無人開采工作面有47個。
一、綜合機械化采煤技術(shù)是采煤史上的重大突破。綜合機械化采煤設(shè)備既能保障安全又能提高效率,實現(xiàn)機械化減人、自動化換人,大大減少了煤礦事故。改革開放之前,我國國有重點煤礦采掘機械化程度僅為30%。我國煤炭科技工作者創(chuàng)造性地研發(fā)出煤礦長臂綜合機械化采煤工藝、煤礦短臂綜合機械化采煤技術(shù)、薄煤層綜采工藝,輔以相應(yīng)的綜采支護設(shè)備和綜采運輸機械,形成獨具特色的綜合機械化采煤工藝,極大地提高了采煤效率和安全性。
2005年,我國國有重點煤礦采煤機械化程度達到82.7%,一批煤炭企業(yè)的生產(chǎn)和安全指標(biāo)達到世界先進水平,年產(chǎn)400萬~600萬噸煤炭的綜采技術(shù)裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化。2017年底,我國建成了一批具有世界先進水平的大型煤炭企業(yè),基本上實現(xiàn)了采煤綜采化、掘進綜掘化、運輸機械化、監(jiān)測監(jiān)控自動化、管理手段現(xiàn)代化。
二、綜采放頂煤技術(shù)是采煤機械化歷程的一個里程碑。新世紀(jì)以來,隨著我國大型煤炭基地的不斷建成,煤炭采掘工效日益提高,對煤炭工業(yè)集中度和集約化提出了新的要求,綜采放頂煤技術(shù)成為行業(yè)新寵。
綜采放頂煤采煤法按照工藝方法可分為全厚放頂煤、預(yù)采頂分層放頂煤、傾斜分段放頂煤等三種放頂模式。1992年8月,兗礦首個綜采放頂煤工作面在興隆莊煤礦建成投產(chǎn),綜采放頂煤技術(shù)獲得國家科技進步一等獎。1999年,我國綜合機械化采煤產(chǎn)量占國有重點煤礦的51.7%,較1975年提高了26倍。
進入新世紀(jì),以中國煤炭科工集團為代表的我國煤炭工業(yè)科技水平“國家隊”,成功研制的國產(chǎn)大采高綜采成套技術(shù)與裝備達到年產(chǎn)600萬~1000萬噸生產(chǎn)能力,攻克了我國煤炭行業(yè)厚煤層綜采技術(shù)瓶頸,該技術(shù)榮獲3項國家科技進步獎、煤炭工業(yè)特等獎和一等獎。2005年5月,兗礦集團與德國魯爾工業(yè)集團DBT公司簽訂“兩柱式綜采放頂煤液壓支架”專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議,改寫了由國外單一向我國輸入先進采煤技術(shù)的歷史。
三、“互聯(lián)網(wǎng)+智慧礦山”引領(lǐng)現(xiàn)代煤炭工業(yè)發(fā)展方向。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的逐漸普及,我國煤炭工業(yè)智慧礦山建設(shè)飛速發(fā)展。智慧礦山是基于 “互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù),以建設(shè)安全礦山、高效礦山和綠色礦山為目標(biāo)的綜合技術(shù)體系,代表著煤炭工業(yè)未來的發(fā)展方向。
2008年,根據(jù)科技部《關(guān)于推進產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建的指導(dǎo)意見》精神,神華集團、中國礦業(yè)大學(xué)、煤炭科學(xué)研究總院等產(chǎn)學(xué)研單位發(fā)起成立智慧礦山聯(lián)盟,加大智慧礦山關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度;“十二五”期間,中國煤炭工業(yè)協(xié)會提出推進智慧礦山和數(shù)字礦山建設(shè)。進入“十三五”,“互聯(lián)網(wǎng)+”增值服務(wù)為我國建設(shè)全數(shù)字化智慧礦山、強化信息資源綜合利用、實現(xiàn)煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了新的途徑和有效手段。2017年,我國首座TBM施工長距離煤礦斜井建成啟用,首臺全斷面矩形快速掘進機投入使用,首臺礦用全斷面硬巖快速掘進機、首套煤礦大型護盾式快速掘錨裝備研制成功,8米大采高采煤機、8.2米超大采高智能輸送系統(tǒng)、3~4米煤層千萬噸級智能化綜采成套裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
科技創(chuàng)新推動實現(xiàn)煤礦安全管理革命
煤礦大多為井下作業(yè),瓦斯、水、頂板、煤塵、火、沖擊地壓等災(zāi)害時刻威脅著井下人員生命健康安全,是典型的高危行業(yè)。長期以來,我國煤礦采掘方式較為落后,科技含量不高,煤礦安全事故多發(fā)。
1978年,我國煤礦死亡4500多人,百萬噸死亡率為9.44;2017年我國煤礦死亡人數(shù)為375人,百萬噸死亡率為0.106,科技創(chuàng)新使煤礦的安全水平實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
一、科技創(chuàng)新使安全裝備水平大幅提升,減少了煤礦“五害”導(dǎo)致的煤礦事故率。改革開放后,我國積極引進國外先進科技裝備,并在實踐中消化吸收改造提升為自主國產(chǎn)裝備,煤礦安全投入不斷加大,以“一通三防”為主的安全技術(shù)改造逐漸升級,煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)得到普及,有效地降低了事故起數(shù)和死亡人數(shù)。與此同時,綜合機械化掘進工藝集掘進、裝巖、運煤等多種功能于一體,實現(xiàn)了綜合掘進機械化,支護模式也從木樁支護逐步發(fā)展到錨桿支護。目前,礦井建設(shè)與安全生產(chǎn)管理正依靠科技進步實現(xiàn)“機械化換人、自動化減人、智能化無人”,把人徹底從井下解放出來,使科技興安達到新的高度。
二、科技創(chuàng)新提升了煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化和安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),使煤礦安全生產(chǎn)工作更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。1978年以前,我國煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不規(guī)范,改革開放后有關(guān)部門一直致力于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。1986年,原煤炭工業(yè)部開展實施全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),此后經(jīng)過多次修訂完善。2017年1月,國家煤監(jiān)局發(fā)布《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本要求及評分方法(試行)》,形成了風(fēng)險分級管控、隱患排查治理、安全質(zhì)量達標(biāo)“三位一體”的煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化體系,將煤礦安全生產(chǎn)的科技含量提升到新的更高層次。
三、科技創(chuàng)新使煤礦六大系統(tǒng)成為可能,為礦井安全生產(chǎn)插上科技的翅膀。
煤礦六大系統(tǒng)是指監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)。2010年3月,華晉公司王家?guī)X礦發(fā)生透水事故,經(jīng)全力搶險115人獲救;2017年5 月,山西省太原市清徐縣東于煤業(yè)公司發(fā)生透水事故,5人成功生還,煤礦井下六大系統(tǒng)起到了關(guān)鍵作用。
科技創(chuàng)新推動煤炭消費利用方式革命
長期以來,我國煤炭工業(yè)一直致力于推進將煤炭由燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變;而推進現(xiàn)代煤化工發(fā)展,是實現(xiàn)煤炭新型利用技術(shù)的一次革命,也是實現(xiàn)煤炭資源高效清潔轉(zhuǎn)化的重要途徑。
現(xiàn)代煤化工通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等。1978年12月,原國家科委和煤炭工業(yè)部在山西召開了全國第一次煤的氣化和液化工作會議,拉開了現(xiàn)代煤化工大發(fā)展的序幕。“十二五”以來,煤液化、煤氣化、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙烯等一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代煤化工關(guān)鍵技術(shù)和裝備取得突破,為煤炭清潔高效利用提供了技術(shù)支撐。2017年,《現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展布局方案》明確了八大重點任務(wù)。同年,“煤制油品/烯烴大型現(xiàn)代煤化工成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目獲得國家科技進步一等獎。目前,全國已建成投產(chǎn)煤制氣項目4項、煤制油項目5項、煤制烯烴項目16項,年產(chǎn)能分別達到51.05萬噸、558萬噸和881萬噸,取得了不俗的成就。
同時,作為一次能源的煤炭清潔高效利用也得到長足發(fā)展。目前,燃煤電廠超低排放技術(shù)改造后煙塵濃度達到2.78mg/m3左右、SO2濃度23mg/m3左右、NOX濃度31mg/m3左右,均低于天然氣電廠的排放標(biāo)準(zhǔn);高效煤粉型鍋爐技術(shù)使燃燼率達到98%,比普通燃煤鍋爐提高28個百分點,煙塵、SO2、NOX等污染物排放指標(biāo)相當(dāng)于天然氣鍋爐標(biāo)準(zhǔn),“一種旋流干煤粉氣化爐”項目獲得中國專利金獎;水煤漿、型煤、低階煤分級分質(zhì)利用等技術(shù)示范穩(wěn)步推進、成效顯著。
總之,煤炭開采方法、煤礦安全管理和煤炭消費利用方式,是煤炭工業(yè)的三大板塊。改革開放以來,這三大板塊實現(xiàn)了從傳統(tǒng)粗放到現(xiàn)代高效,從人工和半機械化到自動化、信息化和智能化的科技革命,為我國經(jīng)濟長期高速發(fā)展提供了必要而難得的能源支撐,對保障我國經(jīng)濟從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)新舊動能轉(zhuǎn)換,具有非常重要的意義。
責(zé)任編輯:電朵云
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