在全球經(jīng)濟(jì)不確定因素增加、礦業(yè)復(fù)蘇面臨諸多挑戰(zhàn)的背景下,2018年我國(guó)礦業(yè)行業(yè)始終堅(jiān)持科技創(chuàng)新、自主創(chuàng)新不動(dòng)搖,攻堅(jiān)克難,奮力開(kāi)拓,在技術(shù)裝備領(lǐng)域取得了多項(xiàng)創(chuàng)新突破,培育了礦業(yè)發(fā)展的新動(dòng)能,有力地支撐了礦業(yè)行業(yè)的綠色發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。從勘探開(kāi)采到選冶利用,從地球淺部到深地深海,從科研平臺(tái)到智慧礦山,從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)到海外市場(chǎng),礦業(yè)技術(shù)裝備領(lǐng)域用實(shí)踐證明,科技創(chuàng)新不僅是礦業(yè)發(fā)展的根本和核心動(dòng)力,而且越來(lái)越成為支撐行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素;技術(shù)創(chuàng)新突破之于礦業(yè)行業(yè)發(fā)展的影響,將是變革性的、深遠(yuǎn)的。
1.紫金礦業(yè)出現(xiàn)“高新技術(shù)企業(yè)群體”
紫金礦業(yè)涌現(xiàn)出一批高新技術(shù)企業(yè)。紫金礦業(yè)集團(tuán)本部以及貴州紫金、紫金鋅業(yè)、山西紫金等權(quán)屬企業(yè)分別通過(guò)國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)資格評(píng)審及認(rèn)定。多年來(lái),紫金礦業(yè)緊緊圍繞“研發(fā)成熟一個(gè)、成果轉(zhuǎn)化一個(gè)”的方針,通過(guò)資金保障和開(kāi)展科研實(shí)體單位“模擬市場(chǎng)化”改革,實(shí)行管理和科技人員的雙軌制薪酬體系、工程技術(shù)人員和科研人員個(gè)人成果積分制以及寬容失敗的科研免責(zé)制等,營(yíng)造了良好的創(chuàng)新氛圍;建成了國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、博士后工作站等一批高層次的科研平臺(tái),聘請(qǐng)了一批院士專家、技術(shù)顧問(wèn),與高校科研院所建立了協(xié)作關(guān)系,研發(fā)了一批適用性強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)化水平高、經(jīng)濟(jì)效益顯著的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和科研成果。
點(diǎn)評(píng):創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于紫金礦業(yè)而言,科技創(chuàng)新尤為重要。20多年來(lái),紫金礦業(yè)所獲得的資源不是低品位,就是難選冶。為破解這一發(fā)展瓶頸,紫金礦業(yè)通過(guò)一系列技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新,形成了以“低品位、難處理礦產(chǎn)資源綜合回收利用及大規(guī)模工程化開(kāi)發(fā)”、“濕法冶金”以及“地質(zhì)勘查”為代表的三大行業(yè)領(lǐng)先的核心技術(shù),及時(shí)解決了制約我國(guó)有色金屬工業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)難題,為我國(guó)低品位、難處理金、銅礦資源的綜合利用和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提交了“紫金方案”,同時(shí)也為新時(shí)代礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)貢獻(xiàn)了“紫金智慧”。
2.我國(guó)首臺(tái)懸臂式撐靴掘進(jìn)機(jī)試運(yùn)行
EBZ85C型懸臂式撐靴掘進(jìn)機(jī)在陽(yáng)煤二礦投入試運(yùn)行,這也是目前我國(guó)在斷面最小的掘進(jìn)巷道中使用的首臺(tái)該類型掘進(jìn)設(shè)備。作為我國(guó)首臺(tái)撐靴式盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品,EBZ85C型懸臂式撐靴掘進(jìn)機(jī)同時(shí)也是目前世界上領(lǐng)先的截割面小、安全高效的礦用掘進(jìn)設(shè)備。該設(shè)備由遼寧中盾集團(tuán)和德國(guó)海瑞克公司聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)、制造,其主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)掘、錨、運(yùn)平行作業(yè),主要適用于煤礦井下馬蹄形截面小斷面巖巷快速掘進(jìn)。
點(diǎn)評(píng):傳統(tǒng)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)僅能截割巷道部分?jǐn)嗝妫?a href='http://www.chezhuml.cn/' target='_blank'>破碎全斷面巖石,還需要多次上下、左右連續(xù)移動(dòng)截割頭來(lái)完成工作。而懸臂式撐靴掘進(jìn)機(jī)則有效解決了這些難題——通過(guò)減少巷道斷面,加快掘進(jìn)速度,降低掘進(jìn)、支護(hù)成本,減少出矸量,降低洗選、環(huán)保成本。懸臂式撐靴掘進(jìn)機(jī)
項(xiàng)目是陽(yáng)煤集團(tuán)重點(diǎn)科研項(xiàng)目之一。2017年11月,該掘進(jìn)機(jī)在陽(yáng)煤二礦井下安裝完成,應(yīng)用于8號(hào)煤13采區(qū)21306綜采工作面高抽巷施工,魅力盡顯——在滿足通風(fēng)要求的前提下,巷道斷面小了,掘進(jìn)速度大幅加快。
3.我國(guó)
選礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)取得重大進(jìn)步
863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域“基于物聯(lián)網(wǎng)的選礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)研究與示范應(yīng)用”課題通過(guò)專家組技術(shù)驗(yàn)收。在國(guó)家863計(jì)劃的支持下,沈陽(yáng)東大自動(dòng)化有限公司與東北大學(xué)和重慶郵電大學(xué)合作,結(jié)合選礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、提升生產(chǎn)效率、促進(jìn)節(jié)能減排、保障安全生產(chǎn)的實(shí)際需求,將有線物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)集成,開(kāi)發(fā)出基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的選礦工業(yè)過(guò)程全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)總體架構(gòu),突破傳統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的局限性,實(shí)現(xiàn)了選礦全流程生產(chǎn)信息的全面采集和互聯(lián)互通;在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建了基于物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)云的選礦智能MES研究平臺(tái),并在大型選礦企業(yè)開(kāi)展工業(yè)示范應(yīng)用。
點(diǎn)評(píng):在采礦選礦復(fù)雜環(huán)境的條件下,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)由于其復(fù)雜工況以及高級(jí)別安全要求,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化難度較大。而隨著我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研制、產(chǎn)業(yè)培育等方面的快速發(fā)展,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化提高復(fù)雜工況的工業(yè)制造能力和水平成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代的一個(gè)突破口。用戶報(bào)告是最有力的說(shuō)明——采用該選礦生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù),金屬回收率提高了1.04%,綜合能效提高1.23%。
4.我國(guó)海上高溫高壓鉆完井技術(shù)體系躋身世界前列
中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司旗下南海西部石油管理局在我國(guó)南海成功完成一口超高溫高壓探井的測(cè)試作業(yè)。該井的成功鉆探,進(jìn)一步驗(yàn)證了我國(guó)海上超高溫高壓鉆完井系列關(guān)鍵技術(shù)方面的有效性和先進(jìn)性,使我國(guó)海上高溫高壓鉆完井技術(shù)體系躋身世界前列,對(duì)勘探開(kāi)發(fā)我國(guó)南海深層油氣、推進(jìn)南海萬(wàn)億大氣區(qū)體系建設(shè)具有重要意義。據(jù)介紹,此次鉆探作業(yè)位于我國(guó)南海北部鶯歌海盆地,該井溫度接近200攝氏度,壓力系數(shù)2.28,井底壓力接近1000個(gè)大氣壓,屬于超高溫高壓。
點(diǎn)評(píng):我國(guó)南海地處歐亞、太平洋和印澳三大板塊交匯處,與美國(guó)墨西哥灣、英國(guó)北海并稱全球三大海上高溫高壓海區(qū)。但相比其他兩個(gè)區(qū),我國(guó)南海的溫度、壓力更高,是名副其實(shí)的“大煉爐”。而這個(gè)大煉爐里蘊(yùn)藏著近15萬(wàn)億立方米的天然氣,約占南海總資源量的1/3,其天然氣勘探也成為全球油氣行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的世界級(jí)難題。從成礦理論創(chuàng)新到高溫高壓鉆完井關(guān)鍵技術(shù)突破,再到海上高溫高壓安全鉆井全套技術(shù)研發(fā),我國(guó)通過(guò)幾十年的努力,成為全球第二個(gè)具備獨(dú)立開(kāi)發(fā)海上高溫高壓油氣能力的國(guó)家。值得一提的是,“南海高溫高壓鉆完井關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”還獲2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),并在海外高溫高壓區(qū)塊應(yīng)用成功。
5.納濾技術(shù)首次用于國(guó)內(nèi)冶金礦山
河鋼礦業(yè)中關(guān)鐵礦水處理系統(tǒng)六臺(tái)納濾NF機(jī)組的聯(lián)合調(diào)試成功,標(biāo)志著該礦采用納濾膜技術(shù)對(duì)礦井涌水進(jìn)行凈化達(dá)到國(guó)家規(guī)定的《Ⅲ類地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,此項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)首個(gè)在冶金礦山礦井回灌水凈化系統(tǒng)應(yīng)用納濾技術(shù)的示范化工程項(xiàng)目。據(jù)了解,該礦于2017年引進(jìn)“礦井水處理系統(tǒng)”項(xiàng)目,設(shè)計(jì)處理能力1000立方米/小時(shí),采用澄清池絮凝沉淀+多介質(zhì)過(guò)濾+納濾+消毒的處理工藝,成功將納濾技術(shù)應(yīng)用到礦井回灌水凈化系統(tǒng),能夠回收80%清潔水,其余20%生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的濃鹽水全部用于選礦生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放。
點(diǎn)評(píng):納濾技術(shù)是一種新型膜分離技術(shù),介于超濾和反滲透之間,可以高效截留水中的多價(jià)鹽和有機(jī)污染物,對(duì)單價(jià)、多價(jià)離子混合體系具有很好的選擇分離特性。與傳統(tǒng)的反滲透技術(shù)相比,納濾的操作壓力更低,相對(duì)更節(jié)能。河鋼礦業(yè)通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)處理完的清潔水水質(zhì)優(yōu)于該礦周邊地區(qū)使用的地下水,稍加投資對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單處理即可用于飲用。在河鋼集團(tuán)綠色制造、綠色產(chǎn)業(yè)、綠色產(chǎn)品、綠色采購(gòu)、綠色物流、綠色礦山“六位一體”布局里,河鋼礦業(yè)通過(guò)制度完善、體系創(chuàng)新等演繹著新時(shí)代礦山綠色發(fā)展的新篇章。
6.我國(guó)建造的先進(jìn)深海采礦船出塢下水
由福建馬尾造船公司承建的全球首制MW301-1#227米深海采礦船在福州市連江縣粗蘆島出塢下水。該船總長(zhǎng)227米,型寬40米,型深18.2米,吃水13.2米,配置有性能強(qiáng)大的深海礦物開(kāi)采、提升、脫水和裝卸系統(tǒng),推進(jìn)系統(tǒng)和動(dòng)力定位系統(tǒng)、高智能的自動(dòng)化控制系統(tǒng),以及全球首制的各類采礦系統(tǒng),具備于2500米深海區(qū)域采礦作業(yè)的能力,主要用于深海多金屬硫化物的開(kāi)采,可以裝載礦貨39000噸,集采礦作業(yè)、航行、居住生活服務(wù)功能于一體,可持續(xù)海上定位作業(yè)長(zhǎng)達(dá)5年。
點(diǎn)評(píng):向地球深部進(jìn)軍,既需要掌握深地、深海的復(fù)雜環(huán)境變化,也需要借助先進(jìn)的技術(shù)裝備。深海采礦船是勘探開(kāi)發(fā)深海資源的重要工具,而且這一工具融合了當(dāng)今世界多項(xiàng)尖端裝備和技術(shù),在海洋礦產(chǎn)探測(cè)開(kāi)采裝備制造領(lǐng)域具有首創(chuàng)性。這使得該深海采礦船自2014年承建以來(lái)便成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)。馬尾造船公司秉承工匠精神、精心雕琢打造的深海采礦船,令加拿大鸚鵡螺礦業(yè)公司豎起大拇指,充分展示了我國(guó)在深海船制造領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。
7.世界首個(gè)智能超大采高工作面試生產(chǎn)成功
伴隨著該集團(tuán)世界首個(gè)智能超大采高8.8米工作面的試生產(chǎn)成功,我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)及高端采煤裝備國(guó)產(chǎn)化邁上了一個(gè)新臺(tái)階——填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)乃至全世界特厚煤層綜采工作面一次性采全高的技術(shù)空白,突破了現(xiàn)有世界綜采的最大高度;在引入了數(shù)字化、智能化技術(shù),大大提高綜采工作面單產(chǎn)水平的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高端采煤裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中的一項(xiàng)重要突破。據(jù)了解,8.8米新工作面長(zhǎng)299.2米,推進(jìn)長(zhǎng)度5254.8米,采高8.6米,可采儲(chǔ)量1754萬(wàn)噸。在厚煤層開(kāi)采中,相比傳統(tǒng)的放頂煤開(kāi)采技術(shù),該8.8米超大采高工作面提高了回采率和開(kāi)采效率。
點(diǎn)評(píng):無(wú)疑,這是我國(guó)采掘裝備與開(kāi)采技術(shù)上的一次歷史性變革,不僅突破了現(xiàn)有世界綜采的最大高度,而且實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高端采煤裝備國(guó)產(chǎn)化的突破,帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)外超大采高成套裝備發(fā)展。值得注意的是,該套設(shè)備中采煤機(jī)、外三機(jī)、液壓支架、泵站等的技術(shù)水平均處于行業(yè)領(lǐng)先地位,其配套設(shè)備的運(yùn)輸車輛、輔運(yùn)平硐等均創(chuàng)多個(gè)國(guó)內(nèi)、世界首例。其研發(fā)應(yīng)用,在顯著提高工作效率、降低作業(yè)成本、提高資源回采率的同時(shí),也為其它類似賦存條件下井工煤礦特厚煤層安全高效掘進(jìn)、回采提供了技術(shù)依據(jù)和參考經(jīng)驗(yàn)。
8.我國(guó)企業(yè)攻克拜耳法核心技術(shù)難關(guān)
我國(guó)企業(yè)在礦業(yè)重大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面拿下一項(xiàng)世界第一。成都牧甫科技有限公司宣布對(duì)常規(guī)拜耳法實(shí)現(xiàn)歷史性突破,使得拜耳法生產(chǎn)中的氧化鋁收益率在控制成本的基礎(chǔ)上,由52%提高到70%~80%,攻破了100多年來(lái)世界鋁工業(yè)技術(shù)難關(guān),已完成噸級(jí)產(chǎn)業(yè)線建設(shè)和工藝的設(shè)定。“增值拜耳法”是成都牧甫科技有限公司院士工作站團(tuán)隊(duì)在干勇院士的指導(dǎo)下,針對(duì)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁收率低這一100多年來(lái)的技術(shù)難關(guān),開(kāi)展的科研課題。據(jù)介紹,增值拜耳法系成都牧甫科技有限公司完全自主的原創(chuàng)技術(shù),擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并已經(jīng)申報(bào)有關(guān)專利。
點(diǎn)評(píng):拜耳法是一種工業(yè)上廣泛使用的從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的化工過(guò)程,是100多年來(lái)生產(chǎn)氧化鋁的主流方法,至今也是最優(yōu)秀、最節(jié)能、工藝設(shè)備最簡(jiǎn)單、最環(huán)保的方法,但收率偏低是其最大缺陷。而增值拜耳法的顛覆性突破,在不大幅增加成本的基礎(chǔ)上,極大地提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,將改變世界鋁產(chǎn)業(yè)的格局,帶來(lái)革命性突破。對(duì)此,有專家認(rèn)為,由于該技術(shù)的突破,目前我國(guó)高硅高鋁礦拜耳法不能適用的現(xiàn)狀有望得到突破性改變,將對(duì)我國(guó)鋁產(chǎn)業(yè)原料給以極大支撐。并且,該技術(shù)在改造傳統(tǒng)氧化鋁產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、節(jié)能減排、高效生產(chǎn)環(huán)保等發(fā)面具有重大意義。
9.云南研發(fā)國(guó)內(nèi)最大柱浮選選礦技術(shù)
云南省科技廳宣布,研發(fā)出國(guó)內(nèi)最大柱浮選選礦技術(shù),并成功應(yīng)用。該技術(shù)突破傳統(tǒng)磷礦開(kāi)采方式,提高了磷礦資源的開(kāi)發(fā)利用水平,對(duì)支持磷化工支柱產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。云南省科技廳立項(xiàng)支持云南云天化集團(tuán)進(jìn)行了“中、低品位膠磷礦柱浮選新技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目研究。立項(xiàng)以來(lái),云天化集團(tuán)建成了柱式浮選專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,并配套建設(shè)了柱式浮選擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)裝置和柱式浮選中試放大裝置,建成的柱式浮選中試放大裝置可以靈活配備、組合各種工藝流程,技術(shù)水平處于世界先進(jìn)水平。
點(diǎn)評(píng):云南磷礦資源豐富,但長(zhǎng)期以來(lái)“取富棄貧”的開(kāi)采方式導(dǎo)致其磷礦資源浪費(fèi)較大,92%的中、低品位磷礦沒(méi)有得到綜合利用。“中、低品位膠磷礦柱浮選新技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目是柱浮選新技術(shù)在膠磷礦選礦方面的首次應(yīng)用,也是國(guó)內(nèi)最大的浮選柱應(yīng)用項(xiàng)目,具有較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新性,對(duì)推動(dòng)膠磷礦柱式浮選選礦技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有積極意義。與槽式浮選技術(shù)相比,柱浮選技術(shù)簡(jiǎn)化了選廠流程,減少了占地面積,減少了浮選設(shè)備數(shù)量,降低了工程投資,降低了設(shè)備操作管理費(fèi)用,提高了磷礦資源的開(kāi)發(fā)利用水平,對(duì)支持云南磷化工支柱產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。
10.山東能源煤炭生產(chǎn)邁入“智慧”時(shí)代
“‘開(kāi)著轎車’打掘進(jìn),真過(guò)癮!”山東能源棗礦集團(tuán)蔣莊煤礦掘進(jìn)三區(qū)掘進(jìn)機(jī)司機(jī)施青山在結(jié)束一個(gè)班作業(yè)后高興地告訴筆者,現(xiàn)在操作液壓掘進(jìn)鉆車就像開(kāi)轎車一樣,不僅可以前進(jìn)、后退、360度旋轉(zhuǎn),而且所有工作只需操作幾個(gè)手柄就可完成。在煤礦,掘進(jìn)巖巷施工一般使用人工風(fēng)鉆打眼、耙裝機(jī)裝耙矸施工,不僅勞動(dòng)強(qiáng)度高、噪音大、灰塵多,而且易給職工造成安全健康危害。去年,蔣莊煤礦建成了集液壓掘進(jìn)鉆車、挖掘式裝載機(jī)、巷道修復(fù)機(jī)等為一體的新型巖石快速掘進(jìn)作業(yè)線,不僅極大地改善了職工作業(yè)條件,保證了安全,而且平均月進(jìn)由90米提升至160多米,并創(chuàng)出了月進(jìn)195米的山東行業(yè)新水平,打造出了安全優(yōu)質(zhì)的快掘樣板工程。
點(diǎn)評(píng):新時(shí)代、新背景下,礦業(yè)企業(yè)尤其是煤炭企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化?科技創(chuàng)新是關(guān)鍵抓手。山東能源集團(tuán)把最先進(jìn)的技術(shù)、裝備和管理引入煤炭生產(chǎn),圍繞“采煤智能化、掘進(jìn)快速化、輔助運(yùn)輸連續(xù)化、小型裝備實(shí)用化”目標(biāo),加快改造提升傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè),以“技術(shù)密集”替代“勞動(dòng)密集”,以“科技驅(qū)動(dòng)”取代“人海戰(zhàn)術(shù)”,使煤炭生產(chǎn)邁入了“智慧”時(shí)代。如今,一鍵采煤、無(wú)人值守、無(wú)人掘進(jìn)、無(wú)人運(yùn)輸、智能巡檢等一系列先進(jìn)技術(shù)裝備都已在山東能源集團(tuán)落地生根,推動(dòng)著煤炭生產(chǎn)由“汗水型、人海式”向“自動(dòng)化、智慧型”轉(zhuǎn)變。