多項行業第一背后的西煤機故事

截至2020年11月9日，世界首台自主研發8.8米超大採高智能化採煤機在神東上灣煤礦12402工作面創下回採工效世界第一，達到1050噸/工﹔日產6.55萬噸，月產150.6萬噸，生產原煤1630萬噸的世界紀錄。

“西煤機公司抓住新一輪科技革命和產業變革新機遇，以實現高質量發展的長遠戰略眼光，開展關鍵技術攻關和示范項目建設。”陝煤集團西安煤礦機械有限公司董事長楊會武說：“我們加大新產品、新技術的研發力度，重點開展高端進口採煤機替代技術研究，走出一條進口採煤機國產化替代之路。”

方向：創新是必然選擇

西煤機進口採煤機國產化替代之路，起因得益於進口大部件替代項目。從進口採煤機維修開始，從易損件、小零件到大部件制造，一步步做，在行走箱、搖臂、破碎機等一系列大部件成功研制和使用后，2016年開始做進口採煤機整機替代制造，陸續推出了7米採煤機、國產首台套8米大採高採煤機，在神東公司大柳塔煤礦52301工作面7米採煤機實現日最高割煤24刀，最高日產4.5萬噸，8米採煤機神東公司補連塔礦12512工作面，創下日最高割煤18刀，最高日產4.8萬噸好成績，解決了進口採煤機整機及配件供貨周期長、購置成本高等問題。

2019年初，國家能源集團神東集團世界最大採高智能化採煤機整機項目落地西煤機公司。

“當時國內外均沒有適應採高8.8米的成套開採裝備，需要進行全新成套開採裝備的研發，而8.8米超大採高高可靠性採煤機的研制更是重中之重，神東在充分研究國內外採煤裝備技術和制造水平的前提下，做出採煤機實施國內高端研發制造的決定。”國家能源集團神東集團副總經理王存飛說。

然而，創新的道路從來都不是一片坦途，回憶起那個時候，西煤機公司總工程師趙友軍感慨地說：“8.8米採煤機總體方案的出台，經過了很多個否定之否定的過程，才有了最終的成稿。”

在8.8米採煤機方案討論交流初期，為符合用戶要求，需要多種總體方案，甚至有三搖臂的非常規方案，由於用戶前期調研論証時間較長，待確定方案階段時間已非常緊迫。

“還記得，我們團隊在歷經十五個晝夜后設計出的一套方案，驗算不符合用戶需求，發現有問題，立刻推翻重來。大家都是迅速投入到下一個計劃中去，沒有任何抱怨和不滿。”西煤機公司研究院馬宇航說。

就這樣，有負責白天匯報方案並交流記錄的，有通宵達旦對方案進行修改的，更有整個西煤機后方團隊進行驗算支持。在一次又一次思想碰撞，溝通交流后，整機及部件最佳方案出台亮相，得到了礦方的肯定。

探索：創新從技術做起

方案確定以后，如何更好地實施就是重點。從紙上談兵到“實戰”，關鍵部位一個細節出現0.01毫米的偏差，就會給使用帶來隱患。對此，西煤機公司給出的“秘方”是：把細節做得更好。

“在8米採煤機工業性試驗期間，我們和礦工同作息、同下井，所有採煤機維護工作我們研發團隊都進行了現場實際操作，這對我們如何以操作維護人員的視角，去設計採煤機有了更深刻的認識。” 研究院機械所所長趙書斐說。

面對一個個難題，一處處細節，西煤機公司成立了產品技術、工藝和電氣技術等攻關團隊，積極發揮院士工作站、博士后科研工作站、省級企業技術中心等平台作用，開展關鍵技術攻關和核心技術研究。相繼攻克了超大採高採煤機控制系統、多傳感信息融合、自適應重構和故障冗余等技術難題，提升超大採高採煤機控制系統穩定性和智能化水平。

“我們重點針對超大採高採煤機整機穩定性及機身聯接剛性、關鍵零部件可靠性、長搖臂在大仰角狀態下有效潤滑與冷卻、強沖擊強干擾條件下工控機的可靠運行、智能信息決策及故障診斷等技術難點進行了詳細的技術論証，對同類國產、進口機型存在的搖臂高溫、牽引能力不足、大齒圈壽命短、電控系統不穩定等46條問題，進行了針對性的優化設計。”趙書斐介紹說。

“井上和井下操作是截然不同的，要是在井上拆卸搖臂上的護板，我們可以用千斤頂、吊裝等輔助工具，可在井下拆卸蓋板，我們三個壯小伙子連吃奶的力氣都使出來了，才搬得動。”研究院技術員梁茂昭說。

在后來的8.8採煤機設計中，為了讓操作人員能夠更安全便捷地搬動護板，所有的檢修口蓋重量不能超過25公斤，成了一條明文規定。實在無法降低重量的少數口蓋和零件，必須增加吊裝裝置，公司在產品隨機工具裡配備了微型吊臂，方便現場安全操作。

效果：創下多項行業第一

從加強對外合作到技術消化吸收，從加大關鍵技術攻關到技術成果轉化應用，從高端大部件替代到實施國產化整機替代工程，西煤機公司有序推出7米採煤機、8米採煤機、8.8米採煤機，在進口替代高端採掘裝備技術方面一騎絕塵。

“8.8採煤機是我們隊使用的第一台完全國產的採煤機，一開始我們的工人心裡還有負擔，擔心國產採煤機質量，但是通過使用情況來看，這台採煤機總體運行穩定，性能還是很可靠的，設備的維護量與進口採煤機相差無幾，通過這台採煤機的使用，更加堅定了我們使用國產設備的信心。”神東集團上灣礦綜採一隊隊長王旭峰說。

王存飛說：“8.8米採煤機除生產能力超大外，其高可靠性也經過了實踐的檢驗，截至2020年11月9日，該採煤機生產原煤1630萬噸，配件消耗僅更換滑靴、鏈輪等易損件。未更換過搖臂、牽引塊等大型部件。根據以往進口採煤機使用情況來看，過煤量達1000萬噸就已經達到搖臂、牽引塊等大型部件傳動系統的設計壽命，需進行更換，而這台採煤機傳動系統的強度及安全系數遠高於同類進口採煤機。”

作為綜採面的核心設備，8.8米超大採高智能化採煤機成功助力神東煤炭集團8.8米智能超大採高綜採成套裝備實現全面國產化。2019年12月27日，“神東礦區8.8m智能超大採高綜採關鍵技術與成套裝備研發”項目通過了中國煤炭工業協會組織的專家鑒定。鑒定認為，該項目引領了世界特厚煤層開採技術和裝備的發展方向，達到了國際領先水平。

8.8米採煤機服役一年內創造了多項第一，最高割煤22刀，日產6.55萬噸，年過煤1500萬噸，超過所有進口採煤機年產量。256天安全採煤1000萬噸，打破了神東煤炭單個工作面用時最短突破千萬噸的記錄。

8.8米採煤機項目實施過程中共申報專利35件，其中發明專利授權4件，實用新型專利授權22件，受理發明專利9件。發表《採煤機數字化技術發展及展望》等科技論文19篇。8.8米採煤機項目，被陝西省工信廳審定為2020年度首台（套）重大技術裝備產品項目。（當地供稿 息惠麗）