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1、山西省煤机装备产业创新链、儿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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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，提由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由6大创新专项，45个项目，并提由山西省煤机产业创新链技术攻关路径（图2-3 ）。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
8、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 屋键装备国产 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、快速局效掘 采技术与装备开 发1.煤巷快速掘进技术与成套
9、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专项项目名称优先程度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.臬十尢我局域网的短壁工作面多设备协同控 制系统储备10.米掘工作面设备及人员防碰撞近感测距技 术与装置储备三、高可靠长有 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
10、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.综采工作而机电系统集成科学与集中控制系统储备7.蹬空开采综掘工作而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卜巷道勘探设备储备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、绿色局效长 跑离连续输送系 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.长跑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、局效、低污1.恒减速制动及智能闸控系统研发优先专项项目名称优先程度染提升/辅助运输 装备及关键部件 研发2.矿用防爆柴油
11、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
12、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454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
13、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。8