山西煤机装备产业创新链.docx

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山西煤机装备产业创新链

山西省煤机装备产业创新链

前言

山西省是我国重要的能源基地。

独特的煤炭资源禀赋，为煤机装备制造业发展提供了得天独厚的地域优势。

“围绕煤炭装备制造业高端化，实现由采掘文明向制造文明的转变”是山西的战略选择。

煤机装备制造业是我省装备制造业中最重要产业之一。

2013年产值约300亿元，占全省装备制造业14%。

目前，煤机装备产业已经形成一批龙头企业和骨干企业，形成以煤矿采掘机械装备国家工程实验室、露天采掘国家级技术中心、山西煤机装备产业技术创新战略联盟为核心的技术研发体系。

但与欧美国家相比仍有较大差距。

主要表现在：

基础研究薄弱，核心技术开发落后于整机开发，产品设计缺少基础数据和技术支撑；关键零部件及整机可靠性差，寿命短，自动化、智能化程度低；中低端产品产能严重过剩，高端产品品质欠佳，部分整机产品及关键零部件仍需进口等。

围绕煤炭工业实际需求和煤机装备产业关键技术瓶颈，部署创新链，提升我省煤机装备产业技术水平，对有效解决煤炭行业资源回收率差、生产效率低、安全状况差、采掘工艺落后等问题，实现煤炭清洁、安全、高效生产利用具有重要意义。

山西省煤机装备产业创新链

一、产业发展现状和技术瓶颈

根据煤炭开采及加工方式，煤机装备可划分为露天开采装备、井工开采装备和洗选装备三大类。

主要包括露天煤矿挖掘、破碎、运输设备；井工煤矿的综采、掘进、运输、提升、安全设备、供配电及通讯设备；洗选装备的分选、旋流、过滤、振动、离心、物流仓储和连续输送设备。

国际上煤炭机械技术水平较高的国家主要为欧美国家，在煤炭机械设备的种类、设计、制造及技术性能等方面均居于世界领先地位。

20世纪末期以来,高新技术不断向传统采矿领域渗透,美、澳、英、德等国家采用了大功率可控传动、微机工况检测监控、自动化控制、机电一体化设计等先进适用技术,研制出适应不同煤层条件的高效智能煤机设备，实现了从普通综合机械化生产向高产高效集约化生产的根本性转变。

近年来，我国煤机装备产业取得了巨大进步，大型装备自主研发能力、制造技术与综合实力达到世界先进水平，国际竞争力进一步提升，部分产品技术水平跃居世界前列。

年产1000万吨成套综采设备已经实现国产化，薄煤层自动化采煤设备研制取得重要进展，我国煤炭装备出口到主要产煤国家，并取得了良好的信誉。

我省在露天开采装备、综采装备、掘采装备、主运装备、提升辅运装备、安全与自动化装备等方面形成较好产业基础，部分产品处于国内领先水平，但与欧美国家相比仍有较大差距，主要表现在：

露天装备：

关键装备被国外所垄断；设计方法和手段落后，产品重量、装机功率等与国外同类产品差距较大；关键元器件依赖进口；作业效率、能量利用率、动态运行平稳性、噪声和可靠性等都落后于国外产品；设备的智能化水平低。

综采装备：

产品可靠性、寿命较低;缺乏理论与核心技术支持，从设计源头上影响了产品品质;材料性能、加工工艺、表面处理、技术标准都存在较大差距；记忆切割、运行状态监测、故障诊断、电液控制技术、软启动与功率平衡等方面存在较大差距。

掘采装备：

掘锚不能实现平行作业，巷道开采效率低；自动截割技术尚无法有效应用于井下掘进；破岩能力不足，镐形截齿刀齿损耗量大；掘进粉尘污染严重，适合岩巷掘进粉尘污染治理的装备在国内还是空白；关键元部件制造水平低，耐磨性、可靠性差。

主运装备：

设计理论不足；平面转弯技术、低运行阻力输送带技术、动态分析与设计技术等核心技术尚未突破；关键部件依赖进口；控制系统智能化水平低。

辅运提升设备：

产品规格与装机功率小；核心技术与关键元部件依赖进口；运行能耗较大，动势能回收利用技术尚未突破；大容量蓄电池充放电技术、车辆用电机及其控制技术落后；存在尾气排放高、噪音高、故障率高、运行费用高、效率低的“四高一低”的问题；设备可靠性、利用效率、使用寿命均落后于国外产品。

安全与自动化装备：

机电设备状态监测及故障诊断功能不全，通信协议不规范；供配电系统装备可靠性差，故障率高；综合自动化缺乏标准的通信平台；生产装备自动化控制与保护技术落后。

二、技术需求及攻关路径

我省煤机装备产业在大型电力挖掘机、掘采装备、综采装备、带式输送机、辅助运输装备等方面产业基础雄厚；在提升机、安全设备、供配电及通讯设备等方面有一定产业基础；在钻探、露天自卸车、洗选装备等方面产业基础薄弱（详见图2-1）。

在全面分析国际、国内及山西省煤机装备发展现状和技术需求的基础上，围绕煤机装备产业162个共性关键技术问题和煤炭生产企业实际需求，提出山西省煤机装备产业链+技术需求+市场需求（图2-2），在露天装备、掘采装备、综采装备、主运装备、提升辅运装备、安全及自动化装备等我省产业基础较好的领域提出6大创新专项，45个项目，并提出山西省煤机产业创新链技术攻关路径（图2-3）。

三、重大研发项目的凝炼

考虑我省煤机装备产业基础的现状，按照煤机装备产业创新链布署情况，从国内外现状及问题差距、关键技术难点、考核指标、总体目标、社会经济效益、实施后成果等方面深度凝练了大型露天煤矿关键装备国产化及示范应用、快速高效掘采技术与装备、高可靠长寿命综采成套装备与关键技术研究、绿色高效长距离连续输送系统、高效低污染提升/辅助运输装备及关键部件研发、矿井综合数字化技术及系统6大创新专项，45个项目。

依据其对产业发展的重要性、紧迫性、创新性、成熟性和贡献度，确定了最优先级项目7个，优先级项目7个，支持级项目15个，储备级项目16个。

（详见表1）。

表3-1山西省煤机装备产业创新项目表

专项

项目名称

优先程度

一、大型露天煤矿关键装备国产化及示范应用

1.高能效大型矿用液压挖掘机及关键技术开发

最优

2.大型露天煤矿自移式破碎站及关键技术开发

优先

3.大型露天煤矿连续开采成套装备

储备

二、快速高效掘采技术与装备开发

1.煤巷快速掘进技术与成套装备研发

最优

2.硬岩巷道掘进机研发

最优

3.薄煤层智能化综采关键技术与装备开发

优先

4.煤矿井下干式除尘系统研发

优先

5.巷道修复综合机械化设备关键技术研究

支持

6.短壁机械化开采技术及成套装备

支持

7.复杂地质条件下煤矿巷道自动化快速掘进技术与成套装备

支持

8.岩巷截割头先进制造技术及关键工艺设备

支持

9.基于无线局域网的短壁工作面多设备协同控制系统

储备

10.采掘工作面设备及人员防碰撞近感测距技术与装置

储备

三、高可靠长寿命综采成套装备与关键技术研发

1.高可靠性采煤机及其关键技术开发

最优

2.长寿命刮板输送机及其关键技术开发

最优

3.高可靠智能化液压支架及其关键技术开发

最优

4.煤矿膏体充填装备系统的研发

优先

5.综采装备状态监测及故障诊断系统

支持

6.综采工作面机电系统集成科学与集中控制系统

储备

7.蹬空开采综掘工作面配套临时支护装备

储备

8.蹬空开采岩层大范围实时监测监控系统

储备

9.蹬空开采采空区与地下巷道勘探设备

储备

10.基于新型传动技术的刮板输送机用大功率永磁耦合软起动装置

储备

四、绿色高效长距离连续输送系统开发

1.超长距离带式输送机的开发

最优

2.煤炭封闭仓储系统开发

优先

3.长距离煤炭输送环保型圆管带式输送机

支持

4.胶带运输机状态监测及控制系统

储备

五、高效、低污染提升/辅助运输装备及关键部件研发

1.恒减速制动及智能闸控系统研发

优先

2.矿用防爆柴油机清洁燃烧技术及装置研发

优先

3.蓄电池电力驱动无轨辅助运输关键技术与装备

支持

4.煤矿防爆车辆安全高效动力及制动技术与装备

支持

5.矢量控制高压大功率变频器

支持

6.现代设计方法及整机数字化设计软件平台

支持

7.高能效提升机运行速度控制系统

支持

8.降低防爆柴油机尾气排放技术

支持

9.钢丝绳和箕斗重量变化自适应平衡系统

储备

10.防爆柴油机齿轨卡轨

储备

11.防爆柴油机单轨吊车

储备

12.提升机在线监控及故障诊断系统

储备

六、矿井综合数字化技术及系统开发

1.矿井生产自动化系统及装备

支持

2.矿井安全生产监测监控及灾害预警系统

支持

3.煤矿供配电数字化系统及装备

支持

4.矿井安全避险及灾后救援及装备

储备

5.矿用车辆安全监测系统

储备

6.煤矿供电质量的实时监测和治理

储备

注：

最优级项目7个，优先级项目7个，支持级项目15个，储备级项目16个，共计45个项目。

四、配套技术体系

围绕煤机装备产业链，依托现有的露天采掘国家级技术中心、煤矿采掘机械装备国家工程实验室、国家能源煤矿掘进、运输技术装备评定中心、山西省煤机行业技术中心、煤矿综采装备山西省重点实验室等34个创新平台，形成政、产、学、研、用五角相倚的创新体系。

构建以企业为主体的技术创新体系、各具特色优势互补的区域创新体系、科学研究与高等教育有机结合的知识创新体系、高端人才和技术骨干的培育体系。

形成15个示范工程（示范基地）（长寿命高可靠性综采技术与装备工程示范基地等），1个产业技术创新战略联盟（山西煤机装备产业技术创新战略联盟），建成5个煤机研发中心和煤机产品检验检测中心；培养5个在国内外相关领域具有知名度的科技创新团队（煤矿综采装备与技术国家科技创新团队等）。

五、预期效益分析

通过山西省煤机装备产业创新链项目的实施，将解决制约我国煤机装备发展的关键技术难题，打破国外部分核心技术和关键零部件的垄断。

关键技术国产化以后，较进口技术降低采购成本20%以上，煤矿掘进效率提高1倍以上，使综采装备可靠性提高50%以上，为煤矿生产企业节省采购成本20亿元以上，大大降低吨煤成本。

“十三五”末，创新链成果实现销售收入100亿元以上，我省煤机装备产业销售收入达500亿元以上。