这件“采掘神器”是什么?
这里所说的“采掘神器”,指的是掘支运一体化快速掘进系统。根据不同地质条件配套,整个系统最长可达200多米,重量高达230多吨。
中国煤炭科工集团首席科学家、快速掘进系统总设计师王虹称之为“煤海蛟龙”。该系统由掘锚一体机、锚杆转载机、柔性连续运输系统和协同控制平台等部分组成。
其中,可伸缩的巨大的滚筒是它的利齿,负责挖掘;前方的旋转刀盘好似“巨龙”的舌头,把割下来的煤块源源不断地拨到嘴里,而龙的脊椎和顶部、侧面的龙爪负责支护,龙的身体则负责运输。
就这样,整个系统完成了从采掘到支护再到运输的一整套工作。
快速掘进系统。中国煤科供图为何能称为“煤海蛟龙”?
和今天的先进技术相比,传统掘进技术工序繁多,技术水平低,造成采掘比例严重失衡,每月平均进尺仅约180米,再加上工作面水、瓦斯、顶板、粉尘等严重威胁人员与装备的安全。
一直以来,国内外未形成掘进、支护、运输平行作业的掘进作业线,掘进更是成为煤炭安全绿色高效开采的短板。掘进、支护、运输不能平行作业,堪称“世界级难题”。
王虹直言,针对这样的问题,2012年,中国煤科便提出了“快速掘进”的构想。
2013年,第一代掘支运一体化快速掘进系统1.0同时也是世界首套快速掘进系统在神东煤炭集团投入工业性试验。2018年,第二代掘支运一体化快速掘进系统2.0,实现系统设备系列化和模块化,系统适用范围拓展到中等稳定围岩及较复杂地质条件。2020年,第三代智能掘支运一体化快速掘进系统3.0应用而生,可靠性、安全性和智能化进一步得到提升。
研发过程中,科研人员提出了“掘支运三位一体”掘进方法,将原本各自分离的掘进、支护、运输工作结合一体,成功开发了掘支运一体化快速掘进成套技术、工艺和装备,取得了完全拥有自主知识产权的多维度协同支护、大功率全宽截割、柔性连续运输等核心技术突破,首创“掘支运一体化快速掘进关键技术与装备”,实现了煤矿掘进由半机械化向完全机械化和自动化的重大技术变革。
这一技术与原有掘进方法相比,掘进速度提高2-3倍,作业人员减少2/3,有效缓解了采掘失衡。
掘锚一体机。中国煤科供图煤矿掘进“掘”出世界纪录
回顾历史,最早的煤炭开采工作,全部要靠人力去挖掘,靠的是肩扛、手抬;慢慢地开始采用风钻和炸药;到了现代,才实现机械辅助。陕煤集团黄陵二号煤矿总经理易瑞强坦言,虽然开采手段有所变化,但掘进效率和安全问题一直困扰着煤矿工人。
巷道掘进作为煤炭开采的先行基础工程,约占煤矿井下采掘工程量的70%-80%。而我国每年新掘巷道13000公里,位居世界第一,工程量巨大。
面对这样的工程量,掘支运一体化快速掘进系统的应用,不仅显著提高了煤巷掘进效率、降低了作业人数,还改善了掘进工作面环境,实现了高效捕尘、除尘,保障作业人员的职业健康。
同时,这项技术突破更“掘”出了世界纪录。2014年,在稳定围岩条件下,月最高进尺3088米,创造了大断面单巷掘进世界纪录,是煤矿平均掘进速度的10倍以上;2022年5月,在中等稳定围岩条件下,月最高进尺2086米,掘进效率提高3倍;2022年3月,在复杂围岩条件下,月最高进尺856米,掘进效率提高1.5倍。
以“中国创造”打造“中国速度”
王虹告诉记者,掘支运一体化快速掘进系统的应用,开启了煤巷掘进的全新模式,实现了我国巷道掘进技术与装备从“跟跑”到“并跑”再到目前“领跑”的转变。
2021年,掘支运一体化快速掘进系统入选“科创中国”先导技术榜,极大地促进了创新链和产业链的深度融合,以科技创新助力绿色矿山,以“中国创造”打造“中国速度”。
如今,掘支运一体化快速掘进系统已遍布在晋陕蒙等各大型煤企集团,并在不同地质条件下广泛推广应用。
作为我国能源安全的“压舱石”,煤炭当前仍是我国最主要的能源。先进的煤炭采掘技术,有效保障了我国煤炭资源稳定供应。今年以来,在全球能源供应偏紧背景下,我国持续做好煤炭增产保供工作,将能源的饭碗牢牢端在自己手中。
记者了解到,中国煤科太原研究院正在进行第四代智能掘支运一体化快速掘进系统4.0中的核心技术攻关,将全面提升快速掘进系统工艺与智能化技术水平,不断加速智慧矿山建设向“少人化、无人化”的目标迈进。(完)
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二十大代表风采丨青海林业专家张锦梅:一“梅”苦寒三十载 高原见绿满城香****** 中新网西宁10月10日电 题:青海林业专家张锦梅:一“梅”苦寒三十载 高原见绿满城香 作者 潘雨洁 深秋时节,高原小城青海省西宁市的丁香花朵早已开败。 “现在只剩叶子,你看不出它们的区别,”西宁市林业科学研究所党委书记、所长张锦梅指向山路旁高低错落的灌丛,对中新网记者说:“但到了明年四五月,这些不同品种的丁香又会竞相盛放,香气散遍山野,一路都能闻到。” 图为张锦梅在实验室工作。马铭言 摄说着,她从包里掏出剪刀,钻进树坑,边修剪枝条,边指点一旁的同事。 “这剪子她用了十几年,”西宁市林业科学研究所副所长满丽婷笑着说,“在田间地头,摆穴盘、播种、修剪……每次都跟所里的年轻人一起,手把手地教。” 图为张锦梅(中)与同事在讨论数据。马铭言 摄起风了,山上冷飕飕,张锦梅却出了一头汗。“这株是暴马丁香,街面上很常见,”她说,“还有一些适应高寒的品种,比如四川丁香、辽东丁香,种在高海拔的三江源地区,可提高城镇绿化率。” 丁香是西宁市市花,种植历史已久。但传统品种多年未经选优慢慢退化,良种率降低,影响景观效果。 图为张锦梅(中)与同事在西宁北山查看丁香树。马铭言 摄自2013年成立以来,西宁市林业科学研究所开展丁香资源调查、品种收集、适生筛选等工作,先后从国内外引进收集各类丁香品种103个,建立全国首个丁香国家林木种质资源库,并通过播种、扦插、嫁接、组培等方式扩繁,培育良种。 “建立资源库后,可以长期、系统保存种质资源,为日后丁香的深入研究、杂交选育奠定种质基础。”张锦梅说。 站在西宁北山远眺,虽已深秋,周边群山绿意依旧,林丛掩映下的街区华灯初上,眼前的城市已与三十年前全然不同。 对此,张锦梅深有体会。 西宁地处黄土高原向青藏高原的过渡带,海拔2300米以上,干旱缺水、适宜树种少、春旱持续久。 图为张锦梅修剪丁香枝干。马铭言 摄“春天干风卷沙,地上升温,苗木枝干开始活动,”张锦梅介绍,“而根系地下的土壤还未化冻,营养水分无法输送,造成‘生理干旱’,存活率低。” 除了自然条件限制,上世纪九十年代,立地条件差、树种单一、造林技术落后,都直接影响苗木成活率。“那时候只能有啥种啥,年年栽树老地方,年年栽树不见树。”张锦梅回忆。 什么树能在干燥、风大、高寒条件下长期存活?张锦梅和同事们从选育树种开始探索。“选树就像选人,要选优培养。”她说,通过自然选育和人工干预,利用变异杂交出抗逆性更强的品种,还要经得住多年野外环境的检验,才算成功。 图为西宁北山上的丁香树。马铭言 摄“适地适树”培育的同时,他们也在不断改进旱作造林综合技术,根据不同梯度、立地条件,开挖水平沟、鱼鳞坑,整地节流、蓄水保墒;并采取株间、行间、带状混交模式,造“乔灌草”复层生态林,既可避免大面积病虫害,又能较好地发挥生态功能。 近三十年间,西宁市区南北两山森林覆盖率从7.2%上升到79%,在张锦梅看来,数字背后是坚持换来的“逆袭”:集生态景观、防风固沙、涵养水源等功能于一体的山林环抱城市,湟水两岸绿树成荫,气候变得湿润,“晴天一头土,雨天一腿泥”的记忆已经远去。 如今,张锦梅带着她的团队,致力将绿意播向更广阔的天地。为了在严重干旱的柴达木盆地建起防风固沙的“绿色长城”,他们选择杨树“家族”中耐旱性强的小叶杨作为骨架树种,选育采穗圃,已收集近300个杨树品种,为大规模推广种植打下基础。 图为张锦梅查看丁香生长情况。马铭言 摄林木生长周期长,从播种到开花需要多年守候,选育过程更是跋山涉水,艰苦异常。很多人耐不住、等不及,但张锦梅却坚持走了三十多年,而且越走越不想放慢脚步。 “只有真正投入大自然中,才感到‘大美青海’所言非虚。”张锦梅感慨,青藏高原是独特的地理单元和天然种质基因库,丰富的植物资源尚未被充分发掘、利用,“比起成就感,更意识到自身认知的浅薄,常常觉得时间不够。” 在她引导下,青年后辈们继续着对国土绿化和乡土树种的研究、保护和利用。 “功成有我,不必在我,”张锦梅说,这篇写在青藏高原山川大地上的“论文”,正在几代林业人的接续奋斗中未完待续。(完)
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