【我们这十年@坐标中国】“掘速之极”,“煤海蛟龙”掘出能源保障线******
中新网北京10月9日电题:“掘速之极”,“煤海蛟龙”掘出能源保障线
记者 宋宇晟
一提起“煤矿采掘”,很多人脑海中很自然就会浮现出满脸煤灰的矿工形象。
但你或许想象不到,如今的煤矿工人不仅不需要出大力、流大汗的人力挖煤,还用上了我国完全拥有自主知识产权的“采掘神器”,只需要几位工人站在安全位置操作、按下几个按钮,机器就能自动采掘,工作量还达到了原来的3-4倍。
这件“采掘神器”是什么?
这里所说的“采掘神器”,指的是掘支运一体化快速掘进系统。根据不同地质条件配套,整个系统最长可达200多米,重量高达230多吨。
中国煤炭科工集团首席科学家、快速掘进系统总设计师王虹称之为“煤海蛟龙”。该系统由掘锚一体机、锚杆转载机、柔性连续运输系统和协同控制平台等部分组成。
其中,可伸缩的巨大的滚筒是它的利齿,负责挖掘;前方的旋转刀盘好似“巨龙”的舌头,把割下来的煤块源源不断地拨到嘴里,而龙的脊椎和顶部、侧面的龙爪负责支护,龙的身体则负责运输。
就这样,整个系统完成了从采掘到支护再到运输的一整套工作。
快速掘进系统。中国煤科供图为何能称为“煤海蛟龙”?
和今天的先进技术相比,传统掘进技术工序繁多,技术水平低,造成采掘比例严重失衡,每月平均进尺仅约180米,再加上工作面水、瓦斯、顶板、粉尘等严重威胁人员与装备的安全。
一直以来,国内外未形成掘进、支护、运输平行作业的掘进作业线,掘进更是成为煤炭安全绿色高效开采的短板。掘进、支护、运输不能平行作业,堪称“世界级难题”。
王虹直言,针对这样的问题,2012年,中国煤科便提出了“快速掘进”的构想。
2013年,第一代掘支运一体化快速掘进系统1.0同时也是世界首套快速掘进系统在神东煤炭集团投入工业性试验。2018年,第二代掘支运一体化快速掘进系统2.0,实现系统设备系列化和模块化,系统适用范围拓展到中等稳定围岩及较复杂地质条件。2020年,第三代智能掘支运一体化快速掘进系统3.0应用而生,可靠性、安全性和智能化进一步得到提升。
研发过程中,科研人员提出了“掘支运三位一体”掘进方法,将原本各自分离的掘进、支护、运输工作结合一体,成功开发了掘支运一体化快速掘进成套技术、工艺和装备,取得了完全拥有自主知识产权的多维度协同支护、大功率全宽截割、柔性连续运输等核心技术突破,首创“掘支运一体化快速掘进关键技术与装备”,实现了煤矿掘进由半机械化向完全机械化和自动化的重大技术变革。
这一技术与原有掘进方法相比,掘进速度提高2-3倍,作业人员减少2/3,有效缓解了采掘失衡。
掘锚一体机。中国煤科供图煤矿掘进“掘”出世界纪录
回顾历史,最早的煤炭开采工作,全部要靠人力去挖掘,靠的是肩扛、手抬;慢慢地开始采用风钻和炸药;到了现代,才实现机械辅助。陕煤集团黄陵二号煤矿总经理易瑞强坦言,虽然开采手段有所变化,但掘进效率和安全问题一直困扰着煤矿工人。
巷道掘进作为煤炭开采的先行基础工程,约占煤矿井下采掘工程量的70%-80%。而我国每年新掘巷道13000公里,位居世界第一,工程量巨大。
面对这样的工程量,掘支运一体化快速掘进系统的应用,不仅显著提高了煤巷掘进效率、降低了作业人数,还改善了掘进工作面环境,实现了高效捕尘、除尘,保障作业人员的职业健康。
同时,这项技术突破更“掘”出了世界纪录。2014年,在稳定围岩条件下,月最高进尺3088米,创造了大断面单巷掘进世界纪录,是煤矿平均掘进速度的10倍以上;2022年5月,在中等稳定围岩条件下,月最高进尺2086米,掘进效率提高3倍;2022年3月,在复杂围岩条件下,月最高进尺856米,掘进效率提高1.5倍。
以“中国创造”打造“中国速度”
王虹告诉记者,掘支运一体化快速掘进系统的应用,开启了煤巷掘进的全新模式,实现了我国巷道掘进技术与装备从“跟跑”到“并跑”再到目前“领跑”的转变。
2021年,掘支运一体化快速掘进系统入选“科创中国”先导技术榜,极大地促进了创新链和产业链的深度融合,以科技创新助力绿色矿山,以“中国创造”打造“中国速度”。
如今,掘支运一体化快速掘进系统已遍布在晋陕蒙等各大型煤企集团,并在不同地质条件下广泛推广应用。
作为我国能源安全的“压舱石”,煤炭当前仍是我国最主要的能源。先进的煤炭采掘技术,有效保障了我国煤炭资源稳定供应。今年以来,在全球能源供应偏紧背景下,我国持续做好煤炭增产保供工作,将能源的饭碗牢牢端在自己手中。
记者了解到,中国煤科太原研究院正在进行第四代智能掘支运一体化快速掘进系统4.0中的核心技术攻关,将全面提升快速掘进系统工艺与智能化技术水平,不断加速智慧矿山建设向“少人化、无人化”的目标迈进。(完)
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去芝加哥品味文化包容(海外学子看海外)****** 图为芝加哥千禧公园地标雕塑“云门”。 芝加哥是美国现代主义的起源地之一,世界上第一座摩天大楼就诞生在这里。时至今日,芝加哥仍然在建筑、艺术以及文学创作方面走在潮流前列。都会的繁华、激烈的变革与紧张的城市节奏,共同构成了芝加哥这座城市的面貌。 第一次来到芝加哥的游客会惊叹这座城市的繁华,高楼大厦鳞次栉比,沿密歇根湖可以看到芝加哥最具标志性的天际线:那是一道绵延数公里、由芝加哥摩天大楼构成的城市地标。市中心的密歇根大道是奢侈商品和酒店的聚集地,到了夜晚灯火通明,车辆行人川流不息,被称作“华丽一英里”。 “或许每一座大城市都是这样,你会爱上它,也会讨厌它,但这都不会影响到它。”这是我在第一次去芝加哥后写下的感想。面对这样一座繁盛的都会,个体往往会感到渺小。在这样的城市里,变化如此之快,节奏这般紧迫,似乎每一个人都被无形的力量裹挟着前行,只要踏进芝加哥,不由自主变得和这座城市的居民们一样行色匆匆。 然而,当对芝加哥的了解愈发深刻后,我逐渐意识到这座城市在匆忙与浮华的背后,有着更为生动、深刻的一面。 芝加哥如今的建筑风格起源于19世纪70年代。1871年芝加哥遭受了一场巨大的火灾,老旧的木质建筑大约有1/3被烧毁。为了迅速地完成灾后重建,负责重新规划芝加哥城市建筑的工程师们尝试使用钢铁框架和箱式结构来搭建房屋,并用石砖和混凝土来建造外墙。 出乎意料的是,这种快捷的建造方式和坚固耐热的建筑结构完全符合工业时代的城市建设要求,因此这种现代建筑风格很快被美国其他各大城市所使用,被称为“芝加哥建筑学派”。现在芝加哥每年10月会有一个周末作为“建筑开放日”,城市的公共建筑向游客和市民开放参观并提供讲解,以供更多人了解芝加哥这座城市对现代主义建筑所作的贡献。城市规划者和工程师们的卓越眼光固然重要,如今芝加哥的繁荣昌盛同样离不开万千为此付出劳动和汗水的人们。 芝加哥还是一座文化包容性极强的城市。来到芝加哥的人一定不能错过著名的千禧公园和芝加哥艺术学院,它们代表着芝加哥这座城市的文化精神。 千禧公园中央坐落着芝加哥的著名地标雕塑“云门”,这个长相酷似液态水银的雕塑会把周围的建筑和街道用一种哈哈镜式的扭曲方式折射出来,人与人、建筑与建筑在它的眼中都被融合成为一体,不再受现实中的界限所束缚。 芝加哥艺术学院更是充满了古典与现代的交融,18世纪的巴洛克风格雕塑、19世纪的印象派主义画作以及20世纪的波普艺术海报同时向观众呈现;从地域上来看,美国、欧洲、亚洲和非洲各地的艺术作品也都得到了同等的重视与体现。芝加哥的文化与艺术不只源于这座城市,它汇集了世界各地的精神财富。 留美期间,虽然我去过芝加哥多次,但仍期待继续探访。在我看来,芝加哥是现代文化的集大成者,它用开放包容的心态接纳着世界各地的人与文化,将世界联系得越来越紧密,不断拓展思想与文化的边界。 (许路明 文/图,作者系美国伊利诺伊大学香槟分校在读博士生) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |