2015年5月,國務院發布了《中國制造2025》,以全面推進和實施制造強國戰略。作為建設制造強國的3個十年戰略中第一個十年的行動綱領,《中國制造2025》描繪出了我國制造業未來發展的美好藍圖。
圍繞這一契機,我國礦業技術裝備領域著力提升自主創新能力,深入推進與信息化的高度融合,大力推動重點領域突破發展,為我國礦業行業綠色發展、轉型升級提供了有力的技術和裝備保障。從礦業大國到礦業強國,從中國制造到中國“智”造,從陸地到海洋,憑借著一次次技術創新和高端裝備升級,我國礦業技術裝備領域正經歷著日新月異的發展與變革。
新技術檢測鋼水成分僅需30秒
中科院沈陽自動化所與撫順新鋼鐵有限公司合作,在鋼鐵材料加工技術方面取得了最新科研成果,利用激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術,開發出集合雙脈沖激光增強技術和望遠鏡光學結構的LIBS鋼水成分在線分析儀,并在撫順新鋼鐵公司40噸級鋼包上成功實現示范應用。這是國際上首次將雙脈沖LIBS技術成功應用于40噸級鋼包的鋼水成分在線檢測,對于鋼廠關注的幾大元素可在30秒內同時完成測量。
點評:鋼鐵材料的性能基本上取決于其化學成分,因此鋼鐵業主要工藝的制定很大程度上取決于材料的成分分析。用激光誘導擊穿光譜技術檢測分析鋼鐵成分,將提高鋼鐵產品質量,降低能源消耗,從而有助于推動鋼鐵行業的技術革新。而且,這一鋼水成分分析技術具有自主知識產權,還可拓展應用于液態爐渣分析、有色冶金行業以及其它需要在線成分分析的應用領域。
難利用磷礦及硅藻土礦得以利用
由中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所承擔的國土資源部地質礦產評價專項項目“難利用磷礦及硅藻土礦綜合利用研究”以難利用磷礦和硅藻土礦為研究對象,進行選礦提純試驗、新的浮選藥劑研發和相關應用材料的制備試驗,實物工作量充足,取得了重要進展。
點評:如何提高礦產資源對社會經濟發展的保障能力?一方面要開源,另一方面要節流。節流就是要提高礦產資源的綜合利用水平,珍惜合理利用礦產資源,避免浪費。這就需要先進技術和工藝的支撐。“難利用磷礦及硅藻土礦綜合利用研究”取得的成果有助于緩解西北缺磷地區的磷礦供給,提高西北低品位磷礦的開發和利用水平,增加西北地區可利用磷礦資源量;同時,對硅藻土的研發也有助于提高我國低品位硅藻土礦的綜合利用,提高我國硅藻土制品制備的技術深度和開發利用潛力。
國家煤礦采掘機械裝備研發中心建成
由中國煤礦機械裝備公司承擔的國家能源煤礦采掘機械裝備研發(實驗)中心項目竣工,并通過了由國家能源局主持的驗收。驗收組認為,該項目完成了世界首創的模擬煤礦井下實際工況環境建設,搭建了國際領先水平的煤機裝備實驗、測試平臺,能夠開展采掘成套設備性能力學及自動化控制實驗,促進采掘裝備向自動化、智能化方向發展。
點評:機械化采煤,是我國煤炭開采的一個方向,甚至我國南方的一些煤炭產區也在推進機械化采煤,不僅大大提高了煤炭開采效率,而且大大提高了煤礦的安全生產水平。國家煤礦采掘機械裝備研發中心的建成,為推動采掘裝備自動化、智能化搭建了平臺。未來,這一平臺還將為實現煤炭行業的無人開采、無人管理提供有力的技術支撐。
我國首艘濱海采礦船下水
北車船舶與海洋工程發展有限公司、上海崇和實業有限公司聯合推出的海底采選礦船——“泰鑫1”在江蘇南通市新碼頭順利下水。該船為國內第一艘海底采選礦船,全長122.2米、型寬25米、型深5.2米,由上海崇和船舶融資租賃有限公司投資、北車海工總承包、上海航盛船舶設計有限公司研發設計,將開赴海南省萬寧市保定海進行濱海鋯鈦礦采選施工作業。
點評:海底采選礦船“泰鑫1”是我國第一艘海底采選礦船,實現了多項關鍵性的技術突破,完美融合了疏浚工程領域和礦業開發工程領域的先進技術,肩負著開發海洋礦業資源的重任。其下水作業,標志著我國采礦業從陸地向海洋邁出了里程碑式的一步。
我國研發出新型巖石隧道掘進機
我國自主研制的直徑8.03米全斷面巖石隧道掘進機在鄭州下線。該設備突破了TBM整機多系統協調控制集成技術,硬巖環境下高效破巖的刀盤高強度、非線性布置、小刀間距設計技術,不良地質條件下的高效、安全、快速支護系統設計技術,復雜多變地質條件的TBM三維激發極化超前地質探測預報技術等多項技術難題。這將為我國國防建設、鐵路、公路、水利、水電、石油燃氣管道、海底隧道等隧道開挖提供積極示范。
點評:我國是敞開式隧道掘進機需求大國,占全球需求總量的50%。但巖石隧道掘進機制造的核心技術多年被國外壟斷,我國巖石隧道掘進機完全依賴進口。此次新型巖石隧道掘進機的研制成功,標志著我國巖石隧道掘進機技術已躋身于世界第一方陣,打破了長期以來我國在這方面受制于人的被動局面,對社會發展和國防建設有著十分重要的意義。
稀土礦藏有了“光譜身份證”
“類似于人民幣在紫外線下會顯現出不同顏色的熒光圖案,稀土元素在一定的波長范圍內也會呈現不同的光譜特征。”武警黃金部隊遙感地質研究室主任陳勇敢告訴記者,他所帶領的科研團隊通過衛星高光譜遙感數據成功捕獲到大地上的稀土礦藏分布情況。這一成果在我國遙感地質找礦領域尚屬首次。
點評:隨著衛星遙感信息技術的發展,應用高光譜遙感數據開展礦產勘測逐漸成為新的發展方向。這樣就會將野外找礦搬到實驗室進行,從而化險為夷,化難為簡。但并不是所有礦產元素都能幸運地與遙感信息技術匹配,并產生出人意料的效果。稀土元素所擁有的特征譜帶,使其有了“光譜身份證”,勘探人員通過衛星識別身份信息,足不出戶就能在自然界中搜尋稀土礦藏。
國家能源局推進煤炭技術裝備改造
國家能源局下發了《關于組織申報2015年能源自主創新和能源裝備專項項目的通知》,將重點安排引領能源科技創新和能源裝備轉型升級的重大項目。據悉,2015年,中央預算內投資能源裝備技術改造和能源自主創新領域及重點方向涉及煤炭、油氣勘探與開采、煤炭深加工與轉化、潔凈高效火電、核電等。
點評:近年來,我國煤炭開采技術取得了長足發展,甚至部分技術處于世界先進水平。但一個不爭的事實是,我國煤炭采掘機械化程度依然低于先進國家。高產高效礦井是煤炭生產發展的方向,采煤機械化是高產高效礦井的核心。也正是基于此,煤炭采掘成套裝備及核心部件技術改造,成為我國預算內投資能源裝備技術改造的重點方向之一。
重大技術裝備保險補償機制建立
財政部、工業和信息化部、保監會三部委聯合發布了《關于開展首臺(套)重大技術裝備保險補償機制試點工作的通知》,決定建立首臺(套)重大技術裝備保險補償機制,并提出《關于開展首臺(套)重大技術裝備保險試點工作的指導意見》。
點評:建立首臺(套)重大技術裝備保險補償機制,對于裝備制造行業而言無疑是一個相當利好的消息。這將為重大技術裝備企業提供風險保障,為企業進行重大技術裝備研發與生產保駕護航。而重大技術裝備企業受益的不僅于此,在開展的首臺(套)重大技術裝備保險試點中,中央財政將對符合條件的投保企業提供保費補貼;首臺(套)重大技術裝備保險標的還將被列入工業和信息化部《首臺(套)重大技術裝備推廣應用目錄》的裝備產品。
中石化首條智能化管道成功投產
隨著勝利油田臨淄原油庫取到新建東辛管道輸送的第一批混合油樣,中石化首條智能化管道投產宣告成功。作為中石化首條智能化管道項目,新東辛管道于2013年9月26日開工建設。至此,歷時1年180天的新東辛管道工程圓滿收官。新東辛輸油管道北起東營原油庫,南至臨淄原油庫,途經東營市東營區、廣饒縣及淄博市臨淄區等3縣區10個鄉鎮。管線中部新建熱泵站1座(新廣饒輸油站),閥室4座,對首站東營原油庫、末站臨淄原油庫進行相關功能的改造。
點評:中石化投產的這條智能化管道在提高輸油效率近3倍的同時,避免了原油泄漏和大面積環境污染。而智能化管道的意義遠不止于此。實現輸油管道智能化,需要推進管道建設技術的自動化和運行維護技術的智能化,需要持續升級相關技術工藝,為實現管道建設、運行智能化提供可靠的技術支撐。這必將帶動相關技術發展,使我國油氣管道自動化行業擺脫對國外產品的嚴重依賴。此次中石化智能化管道投產,在國內并非惟一,但卻體現了我國智能化管道背后的“中國夢”。
北礦院創新細粒尾礦模袋法堆壩技術
針對細粒尾礦進入尾礦庫后透水性差、固結時間長、力學強度低、超孔隙水壓力難以消散等現實問題,北京礦冶研究總院團隊在研究分析模袋法技術在水利、港口等行業應用的基礎上,將其引入尾礦庫堆壩過程中,并結合現場實踐開展了大量的分析論證及技術改進工作,在消化吸收再創新之后,最終形成了較為完善的細粒尾礦模袋法堆壩技術。
點評:尾礦及尾礦堆存一直是困擾礦業企業發展的一把達摩克利斯之劍。尤其是隨著我國礦產資源開發技術的進步,選礦工藝水平的提高以及尾砂充填技術大范圍的應用,用于尾礦壩堆存的尾礦粒徑越磨越細,尾礦入庫逐年增多,細粒尾礦安全處置難度也隨之“水漲船高”。而北京礦冶研究總院研發的模袋法堆壩技術則成了解決細粒尾礦堆存問題的關鍵,在保證尾礦庫安全運營的同時,提高了尾礦庫利用率。
甘肅裝備制造劍指海外市場
工信部裝備司2015年分片區調研會議在蘭州新區召開。據悉,甘肅省去年規模以上裝備制造業已累計完成工業增加值146.5億元,同比增長13.7%。目前,蘭州新區正努力將區內的裝備制造產業園培育成國家向西開放的橋頭堡和示范區,力爭成為裝備產業集群區域品牌試點。
點評:近年來,甘肅省裝備制造業的發展可謂是異軍突起——建立研發中心,產品達國內領先甚至國際先進水平,在國際市場樹立了品牌……這不僅僅得益于其加快轉型升級、推進技術創新,而且得益于甘肅省整體戰略布局的落實。而這僅僅是一個良好的開端。未來,圍繞國家智能制造發展規劃,借助于“一帶一路”戰略契機,甘肅省裝備制造業將有更大作為。
水域地震勘探添“神器”
廣東省地球物理探礦大隊經過近3年努力,成功研發了能夠廣泛運用于各類水域地球物理勘探工作的水域地震勘探震源系統。該系統從設計到研發已經歷多次水域野外試驗和調研測試。據研發項目小組負責人介紹,從目前參與各個水域物探項目的具體成果來看,該系統操作產生的震源基本可滿足100米深度范圍內的水域地震對震源的要求。此外,該系統還實現了震源激發主頻、沉放深度可調節,在江、河、湖、海等水域均可激發。
點評:一些基礎設施工程,如橋梁、隧道、碼頭等需要建在水域或者海域。但在水域、海域建造大型工程項目面臨許多現實困難。如何在地質條件復雜的水域中開展好地球物理勘探工作?目前,常規的地震勘探法成了沒有選擇的選擇,盡管該勘探方法存在施工效果不理想、施工難度大等諸多局限。而廣東省地球物理探礦大隊歷經3年研發的水域地震勘探震源系統則成了打破這一局限的“神器”,值得推廣。
我國掌握海上“貪吃蛇”鉆井技術
記者從中國海洋石油總公司獲悉,該公司自主研發的旋轉導向系統、隨鉆測井系統近期聯袂完成渤海某井的海上作業,標志著中國在油氣田定向鉆井、隨鉆測井技術領域打破了國際壟斷,可自主完成海上“叢式井”和復雜油氣層的開采需求,有望大幅降低國內油氣田開發綜合成本。
點評:如同游戲“3D版貪吃蛇”一樣,此次我國掌握的名為“貪吃蛇”的海上鉆井技術也達到了“一石多鳥”的目的。該海上鉆井技術將旋轉導向系統與隨鉆測井系統完美結合,旋轉導向系統在地下幾千米作業,隨鉆測井系統則負責“導航指路”,是一種能夠在地層中“橫向”行進的定向鉆井技術。掌握了這一鉆井技術,油田開發中時效與成本的“計算題”便有了答案。
我國燃煤煙氣脫除技術獲突破
浙江大學王智化教授團隊自主研發的燃煤煙氣活性分子氧化污染物一體化脫除技術,在杭州中策清泉炭黑鍋爐煙氣處理項目中首次應用即獲得成功。該套示范裝置已順利通過了168小時運行考核,首戰告捷,將進入工業化應用階段。
點評:燃煤煙氣活性分子氧化污染物一體化脫除技術的應用一成功,便在業界引起了高度關注。之所以如此,是因為該項目的順利實施,不僅標志著燃煤煙氣脫除技術成功進入工業化應用階段,而且為我國工業鍋爐煙氣實現“超低排放”提供了具有自主知識產權的新型技術方案,有利于推動石化行業的節能減排和綠色發展。
我國遙感制圖項目獲國際大獎
2015年歐洲空間數據基礎設施大會暨世界地理信息論壇在葡萄牙里斯本會展中心召開。會議期間舉行了世界地理信息獎頒獎儀式,其中我國研制的30米分辨率全球地表覆蓋遙感制圖項目榮獲2015年“世界地理信息技術創新獎”。該項目由國家測繪地理信息局聯合國內有關部門和單位共同完成,研建了地表覆蓋數據生產的質量控制技術體系,成功生產出世界首套2000年度和2010年度兩個基準年的30米分辨率全球地表覆蓋數據。
點評:此次我國獲得國際大獎的遙感制圖項目是30米分辨率全球地表覆蓋遙感制圖項目,而獲得的國際大獎則是2015年“世界地理信息技術創新獎”。對這一世界首套2000年度和2010年度兩個基準年的30米分辨率全球地表覆蓋數據,國際同行的評價是“對地觀測與地理信息共享領域的里程碑式成就”。該項目獲國際大獎是國際同行對近年來我國測繪地理信息科技創新成就的充分肯定,將進一步推動全球地表覆蓋數據的廣泛深入應用。
海洋探礦定位設備“試水”國產化
在二十一世紀陸上資源面臨枯竭的今天,各科技強國紛紛將目光轉入海底,搶占海底油氣資源。中國南海擁有巨大的天然氣與石油資源儲量,有“中國第二個大慶”的美譽,但受制于資源勘探、采集等諸多技術難題,國際裝備技術壟斷現象嚴重,各類先進設備出口受限,“海洋科考勘探GPS海上信標”就是其中一項。然而,這一“困局”已被中國航天科工三院31所打破。該所研發的“海洋GPS信標”原理樣機已通過首輪測試,將應用于南海的資源勘探。
點評:與陸地上資源勘探相比,海上資源勘探充滿了更多的風險和不確定性,故對技術裝備的要求也高。但如果有了精準的無線電定位系統,海上找礦便鎖定了一定的目標范圍。中國航天科工三院31所研發的“海洋GPS信標”在繼承了無線電信標“受天氣干擾小”優點的基礎上,還大大提升了位置準確度,通過精確到“秒”級的精度,偏差一般在10米范圍內。相信,未來“海洋GPS信標”在我國南海資源勘探中定能大展身手。
我國智能綜采成套裝備通過鑒定
國家“十二五”智能制造裝備發展專項——“煤炭綜采成套裝備智能系統開發與示范應用”項目,在太原通過了由山西省科技廳組織的科技成果鑒定,被認為達到國際領先水平。鑒定委員會認為,該項目建立了采區截割煤層地質構造的GIS數字平臺,可實現截割軌跡的規劃和導航;開發了采煤機姿態實時控制系統,可實現采煤機截割動態軌跡調控;實現了采煤機截割過程的智能控制;建立了綜采機組優化協調控制新方法,開發了相關軟件,實現了采煤機、支架及運輸系統的協調控制與安全高效運行。
點評:作為國家“十二五”智能制造裝備發展專項,“煤炭綜采成套裝備智能系統開發與示范應用”項目通過鑒定標志著我國煤機制造業在邁向“中國制造2025”的進程中率先取得了階段性成果。該項目集成了國內外先進技術,形成了高產高效智能開采先進工藝。并且,其推廣應用將改變傳統的采煤生產模式,極大地提高生產安全性和集約化開采水平,標志著我國向“無人采煤工作面”邁出了重要一步。
我國海底60米鉆機海試成功
由我國自主研發的“海底60米多用途鉆機”在南海3109米海底海試成功,并順利通過國家863計劃項目海試驗收專家組驗收。此次海試刷新了我國深海鉆機的鉆探深度,標志著我國深海鉆機技術從此躋身世界一流。
點評:這款我國自主研發的“海底60米多用途鉆機”有個響亮的名字——“海牛”。此次“海牛”海試成功,跨過了深海鉆機研制50米的關鍵坎兒,讓我國在公海礦產資源開發權上贏得了技術優勢,同時標志著我國自主具備了深水海底取樣能力,對提高我國深海海洋地質科學水平以及巖土工程技術水平,具有重要意義。
低溫干餾開辟煤炭清潔高效利用新路
歷經7年攻關,民營企業河南龍成集團研發出低階煤低溫干餾分級分質利用技術,并投入規模化應用。專家指出,一旦該技術被推廣應用,將跨越式提升煤炭利用效率,釋放出巨大的節能減排效益,并獲得油氣自給率大幅提升的“紅利”。低溫干餾技術是將煤在隔絕空氣條件下持續加熱至一定溫度,使褐煤、長焰煤等低階煤“變身”為潔凈煤、低溫煤焦油和煤氣等,是一種典型的煤分級分質利用技術。
點評:一直以來,煤炭在我國能源結構中都具有舉足輕重的重要地位。但由于利用方式的落后,煤炭資源因環境污染尤其大氣污染,飽受冤屈。因此,煤炭清潔高效利用成為煤炭未來發展的一個方向。而如何清潔高效利用煤炭資源往往受制于技術、環境等諸多要素。作為一家民營企業,河南龍成集團矢志不渝,堅持科技攻關,并使低階煤低溫干餾分級分質利用技術投入規模化應用,精神可嘉,成果可賀。要知道,低溫干餾技術不僅讓煤炭變白凈變清潔,還可實現煤油氣電多聯產,產生更大的經濟效益和社會效益。
煤礦領域7項落后安全技術裝備被淘汰
為加快淘汰落后的安全技術裝備,提升企業安全生產保障水平,增強防范和遏制重特大事故能力,國家安全監管總局根據《安全生產法》和《國家安全監管總局辦公廳關于印發淘汰落后與推廣先進安全技術裝備目錄管理辦法的通知》,發布了《淘汰落后安全技術裝備目錄(2015年第一批)》。其中,煤礦領域被列入淘汰目錄的落后安全技術裝備共有7項,即:煤礦井下油浸變壓器和油開關等油浸電氣設備、S7動力變壓器、繼電器式過流保護裝置、電磁式繼電保護裝置、礦井提升機制動系統十字彈簧控制壓力的液壓站、閥式避雷器、水力采煤。
點評:淘汰落后安全技術裝備,是我國轉變經濟增長方式、調整產業結構的重要內容。這些落后的安全技術裝備多為高能耗、高污染技術設備,且有些還存在安全隱患。若要實現集約發展、高效發展、安全發展、綠色發展,就必須對煤礦領域等礦業行業內的技術裝備進行“瘦身”,該淘汰的淘汰,該升級的升級。如此,才能提升礦業行業安全生產水平,推動礦業行業可持續發展。
我國重大技術裝備打破國外壟斷
由航天科工十院研制的3000馬力大功率液力變速器技術獲得國防科技工業軍民融合發展技術創新獎,這項由軍用技術轉化而來的高科技產品是目前世界上功率最大的雙變一體行星式液力變速器,打破了國外在油氣田領域的技術限制和封鎖。
點評:軍用技術裝備往往經過千錘百煉,不僅先進而且可靠。隨著一批軍用技術裝備應用于民用領域,我國工業企業已逐漸打破一些領域關鍵核心技術“受制于人”的局面。相信,未來隨著軍民融合的深度發展,在重大技術裝備領域,人們將看到越來越多的國產新設備。
新設計將鈾利用率提高至90%
中國工程物理研究院核物理與化學研究所聚變裂變混合研究中心初步完成了熱功率為3000兆瓦的Z箍縮聚變-裂變混合反應堆概念設計。作為介于聚變堆和裂變堆之間的一種次臨界核反應堆,它可將鈾利用率提高至90%以上,使核燃料資源只能維持100年的狀況延長到數千年。
點評:先進技術與工藝就如同魔法棒一樣,不管在過去、現在還是未來,都具有點石成金的神奇魔力。
中信重工為重型裝備裝上“中國大腦”
中信重工機械股份有限公司與老撾一家企業簽訂了金礦用半自磨機訂貨合同,所訂貨物中包含7500千瓦高壓變頻器。該合同的成功簽訂,不僅實現了中信重工跨界轉型電力電子行業以來,7500千瓦半自磨機用高壓變頻器“零的突破”,更標志著該公司為重型裝備裝上“中國大腦”邁出了更加堅實的一步。
點評:作為國家級創新型企業和高新技術企業,以及世界最大的礦業裝備和水泥裝備制造和服務商,中信重工始終智力于中國制造轉型升級及重型裝備的智能化和自動化。其獨具特色的“核心制造+變頻傳動+智能控制+成套服務”發展模式,使我國重型裝備不僅擁有了“中國心”,而且裝上了“中國大腦”。
國內首臺新能源礦用無軌膠輪車面世
一款類似考斯特客車造型的11座電動無軌膠輪車在冀中裝備集團石煤機公司新廠區內成功進行了運行試驗。該電動無軌膠輪車以綠色新能源防爆鋰離子蓄電池為動力,與柴油機無軌膠輪車相比,具有無排放、清潔環保的特點,舒適性、操控性、制動性、安全性顯著,不僅外形美觀,且車廂內寬敞明亮,座椅舒適,多項技術開創了行業先河,并通過國家科技成果及新產品安全適用性鑒定,達國際領先水平。
點評:促進社會公平正義,讓勞動者體面勞動,是社會文明發展的體現。而石煤機公司研制的井下電動“豪華款”客車,不僅自身清潔、環保,而且為礦工打造了一個舒適、安全的環境,可謂是為煤礦工人做了一件大實事、大好事。