一匹“黑马”——神东矿区加快煤炭开采技术创新调查

近年来，横跨陕蒙晋三省区的神东矿区，掀起了一场前所未有的煤炭开采技术革命：许多原来依赖国外的采煤设备，正在快速实现国产化；许多传统的采矿难题，正在被逐个破解……在一项项新技术的助推下，神东不仅创造了领先世界的生产效率和良好的经济效益，还取得了明显的生态效益和社会效益。

世界上独一无二的快速掘进系统正一步步改变着传统连采效率低的状况、“煤炭开采水资源保护与利用”实验室获批国家重点实验室、微生物修复技术在采空区治理中成功应用、数字矿山技术和区域自动化项目上线运行……这一项项中国第一、世界领先的煤炭开采技术，使神东矿区成为世界煤业当之无愧的一匹“黑马”。

“创新是神东发展的灵魂。‘十二五'期间，神东科技研发投入达500多亿元，科研项目达到577项， 科技贡献率达到60% ，总计创造经济效益近千亿元。”神东煤炭集团董事长杨鹏说，“‘十三五’期间，我们将继续加大创新力度，使神东在行业技术领域保持领先，构筑起未来竞争的新动力、新优势。”

新理念催生新机制

近年来，神东以“做世界煤炭企业的领跑者”为己任，突破我国传统的煤矿建设理念和模式，通过国内外先进技术装备的集成创新和自主创新，不断创新煤炭开采技术，走上了一条规模化、集约化、现代化的新型工业化道路。

为了破解阻碍科技创新的体制机制，神东煤炭集团建立起以领导层为主要成员的科技创新委员会，以各专业技术专家组成的专业技术委员会和以各矿井、生产辅助单位总工程师为组长的基层科技创新领导小组，并于2012年组建了煤炭技术研究院。

接着，他们大力加强博士后工作站、国家煤炭开采水资源保护与利用重点实验室、开采工程技术中心、职工技术创新工作室的建设，推进基层单位科技创新和联合攻关，逐步形成“公司研究院、基层单位和职工创新工作室”三个层级的科技研发体系，共同负责公司前瞻性、战略性和实用性技术研究。

与此同时，神东煤炭集团相继出台了科技创新管理办法、知识产权管理办法、科技创新应用成果评奖以及推广应用管理办法、“五小”成果管理办法等一系列促进科技创新的文件，积极探索科技创新激励机制。

为加强科技研发力量，神东煤炭集团在吸收引进5000多名大中专毕业生的基础上，大力引进硕士以上的尖端人才。近两年，公司引进硕(博)士研究生63名、进站博士后2名，使得硕士以上高端人才达到400名，为核心技术领域建设奠定了人才基础。

为拓宽科技人才成长渠道，他们积极推进科技人才教育培训工作，逐步形成了生产经营管理、专业技术、操作员工发展成长的“三条通道”。



为了鼓励基层单位开展科技研发，神东煤炭集团每年为各基层单位提供单个项目在20万元以下，总经费不超100万元的科研经费，加大了科技创新考核力度，提高科技创新在五型企业绩效考评中的加减分值，强化对重大成果奖励等关键性指标的考核，将科技成果纳入职称评定、职务晋升和评先树优的必要条件；对获得国家级、行业和省部级科技成果奖的项目给予10——50万元的配套奖励。



神东还逐步拓展产学研战略合作联盟模式，目前，已先后与中国矿业大学、清华大学、煤炭科学研究院、辽宁工程技术大学等30个大学、科研院所建立了产学研战略联盟科研合作关系。

新机制催生新技术

走进位于神木县境内的锦界煤矿生产指挥中心，远在百米之下、万米之外的设备运行状况、参数，煤机启停、瓦斯含量、采煤工作面压力值等各类安全控制状况，在电子显示屏上一目了然。工作人员轻点鼠标，就可以有效操控井下开采设备的运行。



自2013年12月神华数字矿山锦界示范矿井正式上线运行以来，锦界煤矿成功搭建了井下工业环网，分布在井下的5.7万个探头、传感器就像人的“眼球”，使井下的综采工作面、连采胶带机搭接点、主运胶带机卸载点等多个重要场所都能在地面实时监控。

数字矿山的建设，使锦界煤矿单产提高10%；井下作业人员减少6%；全员工效提高16%。

“未来，神东人将依靠云计算、物联网、大数据分析等新技术，实现数据的智能分析与矿井的全信息化管理，探索实现煤矿生产的智能化和无人化新途径。”

神东煤炭技术研究院负责人对记者说。

世界首套全断面快速掘进系统在煤矿的应用同样是神东的一个创举。

“那段时间我们是又愁又忙，用惯了以前的旧设备，突然来了这么一个见都没见过的新家伙，还真有点‘第一次当爹抱孩子’的感觉。”提起全断面高效快速掘进系统，大柳塔煤矿连采三队一位副队长对记者说。



2014年，世界首套全断面高效快速掘进系统在神东矿区大柳塔煤矿进行井下采掘工业性试验并取得成功，它使目前的采掘效率提高了10倍，彻底扭转了传统连采效率低，掘、支不平衡的颓势。

矿区水资源综合利用与生态环境保护项目一直放在神东发展建设的最前沿。

为了解决生产与生活争水的矛盾，早在18年前，他们就在大柳塔煤矿尝试建设首个单采空区储水设施。成功后，神东先后在13个矿井推广应用地下分布式水库技术，累计建成32座分布式地下水库，历史最大储水量达3100万立方米。



经过地下水库净化后的矿井水，一部分作为井下生产用水，一部分到地面经过简单处理后，不仅能保障矿区的生产、生活、生态用水，还能向周边电厂供水。目前矿井水复用率达到62%；达标排放量3730万立方米，达标率100%。

在地表，神东人将微生物技术成功应用于采煤塌陷地的生态治理中，为煤炭行业治理采空区提供了一条科学、有效、快捷的新途径，该项目因此荣获国家科学技术进步二等奖。

多年来，类似颠覆性、创造性的煤炭开采技术在神东不断出现。

今年，在第八届陕西煤炭工业科技成果和优秀科技工作者评选活动中，神东煤炭集团获得科技成果奖17项，其中特等奖1项。

目前，神东煤炭集团已累计创造中国企业新纪录百余项，获得专利500多项。特别是2012年以来，技术创新步伐日益加快，神东的科技贡献率由46%提高至60%。

新技术催生新效益

一项项新技术在神东矿区的推广应用，既实现了良好的经济效益，也产生了明显的生态效益和社会效益。

走进神木县境内的榆家梁煤矿43309综采工作面，黑白相对的巷道两壁成了一道独具特色的风景。在灯光的照射下，那堵白色墙壁更是白得分明、亮眼。这就是榆家梁煤矿在开采43308工作面时的沿空留巷。



沿空留巷技术是实现无煤柱开采的关键技术。目前，除榆家梁煤矿外，神东矿区的哈拉沟、上湾等煤矿也实施了这种无煤柱开采技术，节约了大量煤炭资源。据估算，如果神东矿区的煤矿全部应用这种技术，每年节约的煤炭资源，相当于又增加了一座千万吨级煤矿。

而煤矿分布式地下水库技术的推广应用，不仅保障了神东矿区的生产和生活用水，一年还可节约外购水费、污水处理及外排费11.82亿元。

除了这些大的技术创新，其他创新技术的应用，也取得了明显的效益。



2015年，15项重点推广应用成果效益显著：矿井压风系统拓展应用技术，在多个矿井推广后创造经济效益500万元；洗煤厂浅槽脱泥工艺节能改造项目实施后，实现了特低灰末精煤的生产外运，年创造经济效益达1680万元；综采工作面水力压裂初次放顶技术研究成果，在矿区全面推广后，每年节约100万元；新型装车称量系统研发成果在洗选中心14座选煤厂推广后，累计产生经济效益372万元；大柳塔井白家渠风源热泵项目，每年可减少燃煤3600吨，年节省运行费用113.78万元……

目前，神东累计收集员工申报小改小革6800余项，创造经济效益10亿多元。2015年，90余项优秀“五小”成果在各生产单位推广应用后，累计产生效益约7000万元。仅薛占军劳模创新工作室就收集“五小”成果76项，共计创造经济效益1500余万元。

从单纯依靠引进到自主研发，从零配件开发到成套设备开发，近20年来，神东不断加大煤炭开采设备的创新力度，打破了国外厂家的技术垄断，许多产品填补了国内煤炭装备领域的空白，达到了国际领先水平。

截至2015年底，神东矿区开发应用的“中国制造”重要采掘装备218台（套），原始价值总额112.9亿元，比采购进口装备节约33.8亿元；开发应用零部件43870种，比进口采购节约10.8亿元。

“预计到2018年底，神东将完成电气、机械、液压、洗选等80类近2万项高端装备全部进口备件的国产化高端开发，使煤矿技术装备的国产化水平实现大幅度提升，综合效益将更为显著。”神东煤炭技术研究院负责人说。