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2015年矿业科技装备大事盘点

2015-12-30 9:09:09 来源:中国矿业报 本报记者:李晓娜

编者按2015年5月,国务院发布了《中国制造2025》,以全面推进和实施制造强国战略。作为建设制造强国的3个十年战略中第一个十年的行动纲领,《中国制造2025》描绘出了我国制造业未来发展的美好蓝图。

围绕这一契机,我国矿业技术装备领域着力提升自主创新能力,深入推进与信息化的高度融合,大力推动重点领域突破发展,为我国矿业行业绿色发展、转型升级提供了有力的技术和装备保障。从矿业大国到矿业强国,从中国制造到中国“智”造,从陆地到海洋,凭借着一次次技术创新和高端装备升级,我国矿业技术装备领域正经历着日新月异的发展与变革。

新技术检测钢水成分仅需30秒

中科院沈阳自动化所与抚顺新钢铁有限公司合作,在钢铁材料加工技术方面取得了最新科研成果,利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,开发出集合双脉冲激光增强技术和望远镜光学结构的LIBS钢水成分在线分析仪,并在抚顺新钢铁公司40吨级钢包上成功实现示范应用。这是国际上首次将双脉冲LIBS技术成功应用于40吨级钢包的钢水成分在线检测,对于钢厂关注的几大元素可在30秒内同时完成测量。

点评:钢铁材料的性能基本上取决于其化学成分,因此钢铁业主要工艺的制定很大程度上取决于材料的成分分析。用激光诱导击穿光谱技术检测分析钢铁成分,将提高钢铁产品质量,降低能源消耗,从而有助于推动钢铁行业的技术革新。而且,这一钢水成分分析技术具有自主知识产权,还可拓展应用于液态炉渣分析、有色冶金行业以及其它需要在线成分分析的应用领域。

难利用磷矿及硅藻土矿得以利用

由中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所承担的国土资源部地质矿产评价专项项目“难利用磷矿及硅藻土矿综合利用研究”以难利用磷矿和硅藻土矿为研究对象,进行选矿提纯试验、新的浮选药剂研发和相关应用材料的制备试验,实物工作量充足,取得了重要进展。

点评:如何提高矿产资源对社会经济发展的保障能力?一方面要开源,另一方面要节流。节流就是要提高矿产资源的综合利用水平,珍惜合理利用矿产资源,避免浪费。这就需要先进技术和工艺的支撑。“难利用磷矿及硅藻土矿综合利用研究”取得的成果有助于缓解西北缺磷地区的磷矿供给,提高西北低品位磷矿的开发和利用水平,增加西北地区可利用磷矿资源量;同时,对硅藻土的研发也有助于提高我国低品位硅藻土矿的综合利用,提高我国硅藻土制品制备的技术深度和开发利用潜力。

国家煤矿采掘机械装备研发中心建成

由中国煤矿机械装备公司承担的国家能源煤矿采掘机械装备研发(实验)中心项目竣工,并通过了由国家能源局主持的验收。验收组认为,该项目完成了世界首创的模拟煤矿井下实际工况环境建设,搭建了国际领先水平的煤机装备实验、测试平台,能够开展采掘成套设备性能力学及自动化控制实验,促进采掘装备向自动化、智能化方向发展。

点评:机械化采煤,是我国煤炭开采的一个方向,甚至我国南方的一些煤炭产区也在推进机械化采煤,不仅大大提高了煤炭开采效率,而且大大提高了煤矿的安全生产水平。国家煤矿采掘机械装备研发中心的建成,为推动采掘装备自动化、智能化搭建了平台。未来,这一平台还将为实现煤炭行业的无人开采、无人管理提供有力的技术支撑。

我国首艘滨海采矿船下水

北车船舶与海洋工程发展有限公司、上海崇和实业有限公司联合推出的海底采选矿船——“泰鑫1”在江苏南通市新码头顺利下水。该船为国内第一艘海底采选矿船,全长122.2米、型宽25米、型深5.2米,由上海崇和船舶融资租赁有限公司投资、北车海工总承包、上海航盛船舶设计有限公司研发设计,将开赴海南省万宁市保定海进行滨海锆钛矿采选施工作业。

点评:海底采选矿船“泰鑫1”是我国第一艘海底采选矿船,实现了多项关键性的技术突破,完美融合了疏浚工程领域和矿业开发工程领域的先进技术,肩负着开发海洋矿业资源的重任。其下水作业,标志着我国采矿业从陆地向海洋迈出了里程碑式的一步。

我国研发出新型岩石隧道掘进机

我国自主研制的直径8.03米全断面岩石隧道掘进机在郑州下线。该设备突破了TBM整机多系统协调控制集成技术,硬岩环境下高效破岩的刀盘高强度、非线性布置、小刀间距设计技术,不良地质条件下的高效、安全、快速支护系统设计技术,复杂多变地质条件的TBM三维激发极化超前地质探测预报技术等多项技术难题。这将为我国国防建设、铁路、公路、水利、水电、石油燃气管道、海底隧道等隧道开挖提供积极示范。

点评:我国是敞开式隧道掘进机需求大国,占全球需求总量的50%。但岩石隧道掘进机制造的核心技术多年被国外垄断,我国岩石隧道掘进机完全依赖进口。此次新型岩石隧道掘进机的研制成功,标志着我国岩石隧道掘进机技术已跻身于世界第一方阵,打破了长期以来我国在这方面受制于人的被动局面,对社会发展和国防建设有着十分重要的意义。

稀土矿藏有了“光谱身份证”

“类似于人民币在紫外线下会显现出不同颜色的荧光图案,稀土元素在一定的波长范围内也会呈现不同的光谱特征。”武警黄金部队遥感地质研究室主任陈勇敢告诉记者,他所带领的科研团队通过卫星高光谱遥感数据成功捕获到大地上的稀土矿藏分布情况。这一成果在我国遥感地质找矿领域尚属首次。

点评:随着卫星遥感信息技术的发展,应用高光谱遥感数据开展矿产勘测逐渐成为新的发展方向。这样就会将野外找矿搬到实验室进行,从而化险为夷,化难为简。但并不是所有矿产元素都能幸运地与遥感信息技术匹配,并产生出人意料的效果。稀土元素所拥有的特征谱带,使其有了“光谱身份证”,勘探人员通过卫星识别身份信息,足不出户就能在自然界中搜寻稀土矿藏。

国家能源局推进煤炭技术装备改造

国家能源局下发了《关于组织申报2015年能源自主创新和能源装备专项项目的通知》,将重点安排引领能源科技创新和能源装备转型升级的重大项目。据悉,2015年,中央预算内投资能源装备技术改造和能源自主创新领域及重点方向涉及煤炭、油气勘探与开采、煤炭深加工与转化、洁净高效火电、核电等。

点评:近年来,我国煤炭开采技术取得了长足发展,甚至部分技术处于世界先进水平。但一个不争的事实是,我国煤炭采掘机械化程度依然低于先进国家。高产高效矿井是煤炭生产发展的方向,采煤机械化是高产高效矿井的核心。也正是基于此,煤炭采掘成套装备及核心部件技术改造,成为我国预算内投资能源装备技术改造的重点方向之一。

重大技术装备保险补偿机制建立

财政部、工业和信息化部、保监会三部委联合发布了《关于开展首台(套)重大技术装备保险补偿机制试点工作的通知》,决定建立首台(套)重大技术装备保险补偿机制,并提出《关于开展首台(套)重大技术装备保险试点工作的指导意见》。

点评:建立首台(套)重大技术装备保险补偿机制,对于装备制造行业而言无疑是一个相当利好的消息。这将为重大技术装备企业提供风险保障,为企业进行重大技术装备研发与生产保驾护航。而重大技术装备企业受益的不仅于此,在开展的首台(套)重大技术装备保险试点中,中央财政将对符合条件的投保企业提供保费补贴;首台(套)重大技术装备保险标的还将被列入工业和信息化部《首台(套)重大技术装备推广应用目录》的装备产品。

中石化首条智能化管道成功投产

随着胜利油田临淄原油库取到新建东辛管道输送的第一批混合油样,中石化首条智能化管道投产宣告成功。作为中石化首条智能化管道项目,新东辛管道于2013年9月26日开工建设。至此,历时1年180天的新东辛管道工程圆满收官。新东辛输油管道北起东营原油库,南至临淄原油库,途经东营市东营区、广饶县及淄博市临淄区等3县区10个乡镇。管线中部新建热泵站1座(新广饶输油站),阀室4座,对首站东营原油库、末站临淄原油库进行相关功能的改造。

点评:中石化投产的这条智能化管道在提高输油效率近3倍的同时,避免了原油泄漏和大面积环境污染。而智能化管道的意义远不止于此。实现输油管道智能化,需要推进管道建设技术的自动化和运行维护技术的智能化,需要持续升级相关技术工艺,为实现管道建设、运行智能化提供可靠的技术支撑。这必将带动相关技术发展,使我国油气管道自动化行业摆脱对国外产品的严重依赖。此次中石化智能化管道投产,在国内并非惟一,但却体现了我国智能化管道背后的“中国梦”。

北矿院创新细粒尾矿模袋法堆坝技术

针对细粒尾矿进入尾矿库后透水性差、固结时间长、力学强度低、超孔隙水压力难以消散等现实问题,北京矿冶研究总院团队在研究分析模袋法技术在水利、港口等行业应用的基础上,将其引入尾矿库堆坝过程中,并结合现场实践开展了大量的分析论证及技术改进工作,在消化吸收再创新之后,最终形成了较为完善的细粒尾矿模袋法堆坝技术。

点评:尾矿及尾矿堆存一直是困扰矿业企业发展的一把达摩克利斯之剑。尤其是随着我国矿产资源开发技术的进步,选矿工艺水平的提高以及尾砂充填技术大范围的应用,用于尾矿坝堆存的尾矿粒径越磨越细,尾矿入库逐年增多,细粒尾矿安全处置难度也随之“水涨船高”。而北京矿冶研究总院研发的模袋法堆坝技术则成了解决细粒尾矿堆存问题的关键,在保证尾矿库安全运营的同时,提高了尾矿库利用率。

甘肃装备制造剑指海外市场

工信部装备司2015年分片区调研会议在兰州新区召开。据悉,甘肃省去年规模以上装备制造业已累计完成工业增加值146.5亿元,同比增长13.7%。目前,兰州新区正努力将区内的装备制造产业园培育成国家向西开放的桥头堡和示范区,力争成为装备产业集群区域品牌试点。

点评:近年来,甘肃省装备制造业的发展可谓是异军突起——建立研发中心,产品达国内领先甚至国际先进水平,在国际市场树立了品牌……这不仅仅得益于其加快转型升级、推进技术创新,而且得益于甘肃省整体战略布局的落实。而这仅仅是一个良好的开端。未来,围绕国家智能制造发展规划,借助于“一带一路”战略契机,甘肃省装备制造业将有更大作为。

水域地震勘探添“神器”

广东省地球物理探矿大队经过近3年努力,成功研发了能够广泛运用于各类水域地球物理勘探工作的水域地震勘探震源系统。该系统从设计到研发已经历多次水域野外试验和调研测试。据研发项目小组负责人介绍,从目前参与各个水域物探项目的具体成果来看,该系统操作产生的震源基本可满足100米深度范围内的水域地震对震源的要求。此外,该系统还实现了震源激发主频、沉放深度可调节,在江、河、湖、海等水域均可激发。

点评:一些基础设施工程,如桥梁、隧道、码头等需要建在水域或者海域。但在水域、海域建造大型工程项目面临许多现实困难。如何在地质条件复杂的水域中开展好地球物理勘探工作?目前,常规的地震勘探法成了没有选择的选择,尽管该勘探方法存在施工效果不理想、施工难度大等诸多局限。而广东省地球物理探矿大队历经3年研发的水域地震勘探震源系统则成了打破这一局限的“神器”,值得推广。

我国掌握海上“贪吃蛇”钻井技术

记者从中国海洋石油总公司获悉,该公司自主研发的旋转导向系统、随钻测井系统近期联袂完成渤海某井的海上作业,标志着中国在油气田定向钻井、随钻测井技术领域打破了国际垄断,可自主完成海上“丛式井”和复杂油气层的开采需求,有望大幅降低国内油气田开发综合成本。

点评:如同游戏“3D版贪吃蛇”一样,此次我国掌握的名为“贪吃蛇”的海上钻井技术也达到了“一石多鸟”的目的。该海上钻井技术将旋转导向系统与随钻测井系统完美结合,旋转导向系统在地下几千米作业,随钻测井系统则负责“导航指路”,是一种能够在地层中“横向”行进的定向钻井技术。掌握了这一钻井技术,油田开发中时效与成本的“计算题”便有了答案。

我国燃煤烟气脱除技术获突破

浙江大学王智化教授团队自主研发的燃煤烟气活性分子氧化污染物一体化脱除技术,在杭州中策清泉炭黑锅炉烟气处理项目中首次应用即获得成功。该套示范装置已顺利通过了168小时运行考核,首战告捷,将进入工业化应用阶段。

点评:燃煤烟气活性分子氧化污染物一体化脱除技术的应用一成功,便在业界引起了高度关注。之所以如此,是因为该项目的顺利实施,不仅标志着燃煤烟气脱除技术成功进入工业化应用阶段,而且为我国工业锅炉烟气实现“超低排放”提供了具有自主知识产权的新型技术方案,有利于推动石化行业的节能减排和绿色发展。

我国遥感制图项目获国际大奖

2015年欧洲空间数据基础设施大会暨世界地理信息论坛在葡萄牙里斯本会展中心召开。会议期间举行了世界地理信息奖颁奖仪式,其中我国研制的30米分辨率全球地表覆盖遥感制图项目荣获2015年“世界地理信息技术创新奖”。该项目由国家测绘地理信息局联合国内有关部门和单位共同完成,研建了地表覆盖数据生产的质量控制技术体系,成功生产出世界首套2000年度和2010年度两个基准年的30米分辨率全球地表覆盖数据。

点评:此次我国获得国际大奖的遥感制图项目是30米分辨率全球地表覆盖遥感制图项目,而获得的国际大奖则是2015年“世界地理信息技术创新奖”。对这一世界首套2000年度和2010年度两个基准年的30米分辨率全球地表覆盖数据,国际同行的评价是“对地观测与地理信息共享领域的里程碑式成就”。该项目获国际大奖是国际同行对近年来我国测绘地理信息科技创新成就的充分肯定,将进一步推动全球地表覆盖数据的广泛深入应用。

海洋探矿定位设备“试水”国产化

在二十一世纪陆上资源面临枯竭的今天,各科技强国纷纷将目光转入海底,抢占海底油气资源。中国南海拥有巨大的天然气与石油资源储量,有“中国第二个大庆”的美誉,但受制于资源勘探、采集等诸多技术难题,国际装备技术垄断现象严重,各类先进设备出口受限,“海洋科考勘探GPS海上信标”就是其中一项。然而,这一“困局”已被中国航天科工三院31所打破。该所研发的“海洋GPS信标”原理样机已通过首轮测试,将应用于南海的资源勘探。

点评:与陆地上资源勘探相比,海上资源勘探充满了更多的风险和不确定性,故对技术装备的要求也高。但如果有了精准的无线电定位系统,海上找矿便锁定了一定的目标范围。中国航天科工三院31所研发的“海洋GPS信标”在继承了无线电信标“受天气干扰小”优点的基础上,还大大提升了位置准确度,通过精确到“秒”级的精度,偏差一般在10米范围内。相信,未来“海洋GPS信标”在我国南海资源勘探中定能大展身手。

我国智能综采成套装备通过鉴定

国家“十二五”智能制造装备发展专项——“煤炭综采成套装备智能系统开发与示范应用”项目,在太原通过了由山西省科技厅组织的科技成果鉴定,被认为达到国际领先水平。鉴定委员会认为,该项目建立了采区截割煤层地质构造的GIS数字平台,可实现截割轨迹的规划和导航;开发了采煤机姿态实时控制系统,可实现采煤机截割动态轨迹调控;实现了采煤机截割过程的智能控制;建立了综采机组优化协调控制新方法,开发了相关软件,实现了采煤机、支架及运输系统的协调控制与安全高效运行。

点评:作为国家“十二五”智能制造装备发展专项,“煤炭综采成套装备智能系统开发与示范应用”项目通过鉴定标志着我国煤机制造业在迈向“中国制造2025”的进程中率先取得了阶段性成果。该项目集成了国内外先进技术,形成了高产高效智能开采先进工艺。并且,其推广应用将改变传统的采煤生产模式,极大地提高生产安全性和集约化开采水平,标志着我国向“无人采煤工作面”迈出了重要一步。

我国海底60米钻机海试成功

由我国自主研发的“海底60米多用途钻机”在南海3109米海底海试成功,并顺利通过国家863计划项目海试验收专家组验收。此次海试刷新了我国深海钻机的钻探深度,标志着我国深海钻机技术从此跻身世界一流。

点评:这款我国自主研发的“海底60米多用途钻机”有个响亮的名字——“海牛”。此次“海牛”海试成功,跨过了深海钻机研制50米的关键坎儿,让我国在公海矿产资源开发权上赢得了技术优势,同时标志着我国自主具备了深水海底取样能力,对提高我国深海海洋地质科学水平以及岩土工程技术水平,具有重要意义。

低温干馏开辟煤炭清洁高效利用新路

历经7年攻关,民营企业河南龙成集团研发出低阶煤低温干馏分级分质利用技术,并投入规模化应用。专家指出,一旦该技术被推广应用,将跨越式提升煤炭利用效率,释放出巨大的节能减排效益,并获得油气自给率大幅提升的“红利”。低温干馏技术是将煤在隔绝空气条件下持续加热至一定温度,使褐煤、长焰煤等低阶煤“变身”为洁净煤、低温煤焦油和煤气等,是一种典型的煤分级分质利用技术。

点评:一直以来,煤炭在我国能源结构中都具有举足轻重的重要地位。但由于利用方式的落后,煤炭资源因环境污染尤其大气污染,饱受冤屈。因此,煤炭清洁高效利用成为煤炭未来发展的一个方向。而如何清洁高效利用煤炭资源往往受制于技术、环境等诸多要素。作为一家民营企业,河南龙成集团矢志不渝,坚持科技攻关,并使低阶煤低温干馏分级分质利用技术投入规模化应用,精神可嘉,成果可贺。要知道,低温干馏技术不仅让煤炭变白净变清洁,还可实现煤油气电多联产,产生更大的经济效益和社会效益。

煤矿领域7项落后安全技术装备被淘汰

为加快淘汰落后的安全技术装备,提升企业安全生产保障水平,增强防范和遏制重特大事故能力,国家安全监管总局根据《安全生产法》和《国家安全监管总局办公厅关于印发淘汰落后与推广先进安全技术装备目录管理办法的通知》,发布了《淘汰落后安全技术装备目录(2015年第一批)》。其中,煤矿领域被列入淘汰目录的落后安全技术装备共有7项,即:煤矿井下油浸变压器和油开关等油浸电气设备、S7动力变压器、继电器式过流保护装置、电磁式继电保护装置、矿井提升机制动系统十字弹簧控制压力的液压站、阀式避雷器、水力采煤。

点评:淘汰落后安全技术装备,是我国转变经济增长方式、调整产业结构的重要内容。这些落后的安全技术装备多为高能耗、高污染技术设备,且有些还存在安全隐患。若要实现集约发展、高效发展、安全发展、绿色发展,就必须对煤矿领域等矿业行业内的技术装备进行“瘦身”,该淘汰的淘汰,该升级的升级。如此,才能提升矿业行业安全生产水平,推动矿业行业可持续发展。

我国重大技术装备打破国外垄断

由航天科工十院研制的3000马力大功率液力变速器技术获得国防科技工业军民融合发展技术创新奖,这项由军用技术转化而来的高科技产品是目前世界上功率最大的双变一体行星式液力变速器,打破了国外在油气田领域的技术限制和封锁。

点评:军用技术装备往往经过千锤百炼,不仅先进而且可靠。随着一批军用技术装备应用于民用领域,我国工业企业已逐渐打破一些领域关键核心技术“受制于人”的局面。相信,未来随着军民融合的深度发展,在重大技术装备领域,人们将看到越来越多的国产新设备。

新设计将铀利用率提高至90%

中国工程物理研究院核物理与化学研究所聚变裂变混合研究中心初步完成了热功率为3000兆瓦的Z箍缩聚变-裂变混合反应堆概念设计。作为介于聚变堆和裂变堆之间的一种次临界核反应堆,它可将铀利用率提高至90%以上,使核燃料资源只能维持100年的状况延长到数千年。

点评:先进技术与工艺就如同魔法棒一样,不管在过去、现在还是未来,都具有点石成金的神奇魔力。

中信重工为重型装备装上“中国大脑”

中信重工机械股份有限公司与老挝一家企业签订了金矿用半自磨机订货合同,所订货物中包含7500千瓦高压变频器。该合同的成功签订,不仅实现了中信重工跨界转型电力电子行业以来,7500千瓦半自磨机用高压变频器“零的突破”,更标志着该公司为重型装备装上“中国大脑”迈出了更加坚实的一步。

点评:作为国家级创新型企业和高新技术企业,以及世界最大的矿业装备和水泥装备制造和服务商,中信重工始终智力于中国制造转型升级及重型装备的智能化和自动化。其独具特色的“核心制造+变频传动+智能控制+成套服务”发展模式,使我国重型装备不仅拥有了“中国心”,而且装上了“中国大脑”。

国内首台新能源矿用无轨胶轮车面世

一款类似考斯特客车造型的11座电动无轨胶轮车在冀中装备集团石煤机公司新厂区内成功进行了运行试验。该电动无轨胶轮车以绿色新能源防爆锂离子蓄电池为动力,与柴油机无轨胶轮车相比,具有无排放、清洁环保的特点,舒适性、操控性、制动性、安全性显著,不仅外形美观,且车厢内宽敞明亮,座椅舒适,多项技术开创了行业先河,并通过国家科技成果及新产品安全适用性鉴定,达国际领先水平。

点评:促进社会公平正义,让劳动者体面劳动,是社会文明发展的体现。而石煤机公司研制的井下电动“豪华款”客车,不仅自身清洁、环保,而且为矿工打造了一个舒适、安全的环境,可谓是为煤矿工人做了一件大实事、大好事。□

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