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陽煤動態

陽煤集團慶祝建企70周年“七個十”評選活動十大科技成果候選項目

来源:阳泉矿工  作者:技术中心  时间:2019-11-28 08:00:28   點擊:

陽煤集團慶祝建企70周年“七個十”評選活動

十大科技成果候選項目

(技術中心提供)

1、“7+3”瓦斯治理模式爲破解沁水煤田瓦斯治理難題提供陽煤方案

目前陽煤集團突出礦井産能占所屬生産礦井産能的41.4%,煤與瓦斯突出問題成爲制約企業安全生産和長遠發展的瓶頸。2015年以來,陽煤集團通過開展“産、學、研”合作科研攻關,逐步形成了以保護層開采、以岩保煤、小煤柱掘進、氣相壓裂、水力造穴、水力壓裂、沿空留巷7項技術和本煤層抽采系統標准化、瓦斯抽采在線監測、精准計量3種管理手段爲核心的“7+3”瓦斯治理陽煤模式。該模式爲解決沁水煤田瓦斯治理難題提供了陽煤實踐,多項成果在煤炭行業推廣。

“7+3”瓦斯治理陽煤模式推廣應用後,本煤層瓦斯抽采濃度提高3至5倍,抽采單元達標時間縮短2/3,抽采成本降低40%以上。突出煤層掘進工作面由原來的平均40米/月,提高到平均166米/月,五年來産生經濟效益約50億元,爲煤礦安全高效生産創造了條件。該成果經煤炭協會組織鑒定,有3項達到國際領先水平,2項達到國際先進水平,並獲得中國煤炭工業協會科學技術一、二、三等獎各一項。

2、高瓦斯礦井立體抽排綜合瓦斯治理體系成爲煤炭行業典範

陽泉礦區大部分礦井爲高瓦斯礦井,瓦斯災害嚴重。上世紀80年代推廣綜采放頂煤工藝後,鄰近層瓦斯抽采不充分、上隅角瓦斯易積聚等問題愈加嚴重,成爲制約産能提升的主要因素。陽泉礦務局積極探索和研究,先後試驗頂板穿層鑽孔、尾巷、走向高位抽采巷等技術,逐步形成以走向高位抽采巷、尾巷、後高抽巷(“U+L”和“U+I”)爲核心的采煤工作面立體抽排綜合瓦斯治理體系,有效消除了瓦斯隱患,極大釋放了産能,使綜放工作面具備了年産300萬噸的能力,實現了産量翻番。該項目的推廣應用産生經濟效益逾300億元,技術成果達到國際領先水平,2003年榮列中國煤炭工業協會十大科技成果獎,2005年獲國家科技進步二等獎,並在全國範圍內得到推廣。

3、煤層氣高效綜合利用實現瓦斯變廢爲寶

煤礦大規模開采過程中産生的大量煤層氣被排空,不僅浪費資源,還造成大氣汙染。從1958年至今,陽煤集團在煤層氣發電、CNG、LNG、提純等利用技術上取得重大突破,先後在民用、工業、發電等領域逐步形成了陽泉礦區煤層氣梯級綜合高效利用體系。截至2018年底,實現安全供氣85.5億立方米,獲得財政、稅收補貼、國際CDM(清潔發展機制)資金等累計13.6億元,減少溫室氣體排放858萬噸,陽泉礦區成爲全國煤層氣利用體系最完備的示範礦區。多項技術成果達到國際領先水平並獲得省、行業級科技獎勵,其中,低濃瓦斯蓄熱井筒加熱技術榮獲中國煤炭工業協會科學技術一等獎。

目前,陽煤集團開展了更加多元化的煤層氣利用技術研究,如撬裝移動式煤層氣純化液化系統、煤層氣制金剛石等具有更高附加值的高科技項目,繼續保持國內煤層氣應用領域領先勢頭。

4、綜采工藝的應用助推采煤工藝進入機械化時代

1974年,由中國自行設計制造的第一套綜采設備在陽泉礦務局四礦投入使用,實現了單産4萬噸/月的較高水平。1988年,由陽泉礦務局與鄭州煤機廠共同研制的中位開天窗放頂煤液壓支架在一礦北丈八井投入使用,次年誕生了陽煤集團曆史上第一個百萬噸綜采隊。1994年陽泉礦務局所有開采15號煤層的礦井全部實現綜放化。1996年到2002年期間,積極研究試驗了低位放頂煤支架,並對配套裝備進行完善改進。從2002年開始,陽煤集團綜采機械化程度達到100%,進入了完全綜采時代。2005年開始,采用高産高效重型綜放設備,推行大采長高産高效工作面開采。2006年,一礦綜五隊、三礦綜五隊年産量雙雙突破400萬噸大關,再創曆史新高。2009年,陽煤集團首次在寺家莊公司試驗大采高綜合機械化采煤工藝,取得圓滿成功。

5、錨杆錨索網聯合支護技術推動巷道支護革命

1998年,陽煤集團開始開展錨杆錨索支護技術研究,于2002年全面推廣使用錨杆錨索支護技術,這一技術的投用,使支護方式由被動變爲主動,提高了巷道圍岩支護強度,使巷道斷面增大、兩巷端頭和超前維護安全可靠,單進、單産水平大幅提升,這是陽煤集團巷道支護技術的一次重大革新。2015年,爲進一步創新錨網支護技術理論,陽煤集團與中國礦大、天地科技合作開展巷道圍岩控制成套技術研究,提出高預應力強力支護理論,形成了支護材料與構件的質量標准,建立了高預應力錨網支護施工規範。2018年,全面推廣“高強度、高剛度、高可靠性”的高預應力支護技術,增強了圍岩支護強度,有效控制了巷道變形,回采巷道巷修量減少50%以上。該研究成果不僅豐富了陽泉礦區巷道支護技術理論,對煤炭行業錨杆(索)支護的發展也作出有益貢獻。

6、覆岩隔離注漿充填開采技術爲“三下”壓煤提供綠色開采新途徑

覆岩隔離注漿充填開采技術是開采“三下”壓煤綠色、先進的技術方法,即通過地面鑽孔對采動覆岩高壓注漿充填,在工作面中部形成一定寬度的壓實支撐區,與隔離煤柱共同控制地表沈降、變形。自2016年8月起,陽煤集團與中國礦業大學合作,先後在坪上15104工作面、寺家莊15117工作面進行了寺家莊鐵路專用線和村莊建築物下覆岩隔離注漿充填開采生産實驗,成功安全采出“三下”壓煤100余萬噸,增創産值3.5億元,減免煤炭資源稅860余萬元,節省搬遷與塌陷賠償費近1億元。爲解放陽煤集團20億噸“三下”壓煤提供了重要科學依據和寶貴實踐經驗,開創了陽煤集團綠色開采的新路徑。該項目成果獲得2018年度中國煤炭工業協會科學技術二等獎、首屆中國創新方法大賽全國總決賽二等獎。

7、“技术一张图 管理一张网”开启“无人矿山”和“智能开采”新征程

2016年,陽煤集團與北京龍軟科技股份有限公司曆經三年合作,成功研發出煤礦空間信息服務技術,首次建成國內外第一個全集團分布式協同、高度透明展示和一體化管控的智慧、高科技礦區,填補了地理空間信息系統在煤礦“地域、行業、業務”全覆蓋的空白,實現了安全生産運營情況“看得見、管得了、控得住”,構建了“一盤棋、一張網、一張圖、一個庫”新型管控模式。通過先進技術手段和信息化管理平台在陽煤集團和各生産礦井的應用,從生産、技術、安全、管理多個層面,快速解決了煤礦安全生産中的問題,使各級領導和部門能全面掌握安全生産信息,高效指導安全生産,提高技術水平和管理效能,爲下一步智能化、智慧化礦井建設奠定堅實基礎,在煤炭行業具有較大的推廣應用價值。該項目被中國煤炭工業協會鑒定爲國際領先水平,2018年獲得中國煤炭工業協會科學技術一等獎。

8、綜采智能化裝備及其控制系統改變傳統開采模式

陽煤集團以“無人則安、人少則安”爲原則,2014年在山西省科技廳煤基項目的支撐下,通過與天地科技股份有限公司、天瑪公司等單位合作,以華越公司生産的成套裝備爲核心載體,對薄煤層綜采及自動化技術進行探索、實踐,突破了高瓦斯礦井條件下采煤機速度智能控制技術難題,研制了采煤機精確定位與監測系統,創新了超大伸縮比立柱及支架超薄機身結構,研制出高可靠性鏈條自動張緊裝置和采煤機黑匣子在線監測系統,開發了基于激光對位傳感器的工作面直線度控制系統,完善了薄煤層煤與瓦斯突出條件下功能完備的自動化綜采技術與裝備。

截至目前,陽煤集團累計投入電液控及自動化裝備40余套,55%以上的綜采工作面實現了支架電液控制及自動化采煤,采煤隊平均減員20人,人數減至100人以下,每個班的操作人員平均減少3至5人。

9、直角轉彎大功率重型刮板輸送機實現高端輸送設備國産化

2016年,陽煤集團與德國HB布朗公司合作完成國內首台套直角轉彎大功率重型刮板輸送機。該設備集綜采工作面輸送、轉載、破碎功能于一體,采用了直角轉盤、雙面溜槽和單鏈沙克鏈輪關鍵技術,填補了國內在刮板輸送機雙面溜槽和可更換齒排鏈輪技術方面的空白,省去了刮板輸送機機頭傳動部和轉載機機尾鏈輪,減少了爬坡提升的能量損失,節省了功率,機頭裝煤效果遠超傳統刮板輸送機,大大降低了底鏈回煤量,使煤塵量降低約50%。

該輸送機的研發,實現了高端輸送設備的國産化,推動了我國在高端刮板輸送機方面研制和生産水平的提升。目前在同類産品中功率最大、輸送能力最強,整體性能達到“國內首創、國際先進”水平。該設備于2017年12月在新元公司3207綜采工作面投入試運行,在煤層厚度2.2米條件下,6個月累計産煤150萬噸,最高月産煤達36萬噸;至今已完成銷售5套,累計增加銷售收入1.5億元。

10、國之重器“晉華爐”,破解“三高煤”氣化難題

水煤浆水冷壁废锅气化炉(晋华炉),是阳煤集团和清华大学合作,历经17年科技攻关、研发完成的科技創新成果,目前已完成晋华炉1.0、2.0、3.0的研发。晋华炉采用分级给氧、膜式水冷壁、以渣抗渣和辐射废锅等关键技术,首次将原耐火砖炉改造为更高效带热回收的气化炉,开创了新型煤气化技术改造先河,打破了国外在水煤浆气化合成气热量回收技术上的垄断,填补了国内煤气化热量回收技术的空白,解决了劣质煤资源及“三高”(高灰、高灰熔点、高硫)煤的气化难题,使合成气显热得以回收利用,每千标准立方米有效合成气(CO+H2)可副产0.8吨5.4MPa蒸汽,相当于每吨原料煤增值100元。目前,该设备已销售22台套,新增收入8亿元,荣获氮肥协会、中国煤炭工业协会科技进步特等奖;被评为石油化工行业“国之重器”;2019年4月荣获第47届日内瓦国际发明金奖。该创新成果使我国煤气化技术进入国际领先水平。

11、擁有自主知識産權的丁辛醇生産技術工業化應用成功

2008年,齊魯一化自主研發設計,取得“丙烯氫甲酰化合成丁醛”專利技術,並建成7萬噸/年丁辛醇裝置,實現了該技術的工業化應用,2010至2012年將裝置擴産至21萬噸/年。

21萬噸/年丁辛醇裝置于2012年3月26日投料開車,5月7日至10日進行生産標定,丙烯轉化率達到98%以上,噸醛耗丙烯0.60至0.61噸,噸辛醇耗醛1.16至1.19噸,産量、質量及消耗均達到設計要求,實現了裝置一次開車成功並達標達産的目標。

該裝置的順利投運,標志著具有自主知識産權的丁辛醇生産技術工業化應用成功,實現了該項技術的國産化。2012年至2018年,丁辛醇裝置實現銷售收入148億元,利潤8.9億元,稅金5.9億元,經濟效益顯著。實現丁辛醇生産技術國産化,打破了國外技術壟斷,使齊魯一化成功走上化肥化工並舉、健康可持續發展的道路。

13、超大型氨合成節能技術突破壟斷,引領國內行業發展

超大型氨合成節能技術是正元集團具有完全自主知識産權的專利技術。JR3000氨合成裝置爲目前國內最大産能的單系列氨合成裝置,直接裝填還原態觸媒技術爲國際首創。

正元集團2011年6月開始研究等溫變換技術在氮肥行業的應用,2014年9月研發成功,2015年3月開車投運,屬國內首創。使用至今運行狀況良好,達到或優于設計指標,全年運行不停車。該技術可節約一次性開車費用5100余萬元,年節支費用1264萬元,目前已完成十余套裝置的推廣和應用。

此項技術實現了大型合成氨技術的國産化,引領國內合成氨技術的發展。2017年,經中國石油和化學工業協會組織鑒定爲“國際先進”水平,並榮獲中國氮肥工業協會技術進步一等獎、第二十屆中國專利獎銀獎等。

14、冷凝熱回收技術破解傳統熱電廠涼水塔低品位熱利用難題

電廠冷凝熱回收技術研究與應用項目于2008年12月31日在山西省發改委立項,2010年3月,亞洲最大的電廠冷凝熱回收大型溴化锂吸收式熱泵機組,在發供電分公司第三熱電廠成功投産。該項目由陽煤集團與江蘇雙良節能系統股份有限公司、太原理工大學共同合作,采用在線屏蔽系統和新型溶液交換器等多項新技術,實現冷凝熱系統與原熱網系統的對接運行及大面積的居民供熱,解決了火電機組低品位冷凝熱回收利用的難題。該冷凝熱系統可提取冷凝熱72MW,新增供熱面積144萬平方米。一個采暖期可利用低品位冷凝熱93萬GJ,節約標煤近3萬噸,節水約14萬噸,減少CO2排放約7.5萬噸,年創經濟效益3470萬元。2012年,該項目獲中國煤炭工業協會科學技術二等獎。

14、熱管技術開創礦井乏風余熱利用先河,井筒加熱零排放

爲加快清潔能源代替燃煤鍋爐供熱方式的改造進程,陽煤集團與北京中礦賽力貝特節能科技有限公司合作,利用熱管的高導熱性、等溫性等特性,以環保型氟利昂爲導熱介質,以碳鋼鋼管加鋁翅片爲結構的熱管裝置,研發了一套礦井回風低溫熱能回收裝置,代替了傳統井口加溫防凍熱風爐。從2017年6月到2018年6月,該裝置在一礦吳家掌試驗成功後,陽煤集團積極響應政府要求的建成區禁煤政策,在6個風井場地推廣應用。該裝置開創了國內礦井乏風余熱利用采用低溫熱管換熱技術的先河,徹底解決了燃煤鍋爐的汙染物排放問題,並具有運行成本低、零排放等特點。相比熱風爐,該裝置每年節約運行成本2295萬元左右,可減少排放煙塵約89噸、SO2約88噸、NOX約77噸。該項目獲得2018年度中國煤炭工業協會科學技術一等獎。

15、自燃煤矸石山治理推進生態重建,構建綠色屏障

陽煤集團自建企以來,原有煤矸石采取自上而下自然傾倒的處置方式,導致各礦矸石山先後發生自燃,造成“白天雲霧山、晚上火焰山”的環境汙染。1990年開始,陽泉礦務局逐步摸索出分層排放的排矸工藝和封閉注漿的滅火方式,于1998年基本實現無煙矸山目標;2005年,陽煤集團開始大規模實施矸山生態恢複治理工程,經過自行研究設計,總結出“由下向上—分層碾壓—黃土覆蓋—恢複植被—後期維護”的矸山治理模式。截至2018年底,陽煤集團累計治理矸山表面積約10000畝,取得了良好生態效益和社會效益,爲各礦周邊環境改善作出了貢獻。

“自燃煤矸石山治理與生態重建技術研究”項目于2011年、2012年先後榮獲陽泉市和山西省科技進步二等獎、三等獎;2017年被中國煤炭學會煤礦土地複墾與生態修複專業委員會授予“自燃煤矸石山治理與生態修複先鋒”稱號。

16、首創“電動提升平台施工工法”,解決超大直徑煙囪平台施工難題

由宏厦三建研发的“大直径烟囱施工成套工艺技术体系”,包含桁架式大平台作业、平台顶升、垂直运输等工法内容,为国内首创。对于超大直径烟囱施工,目前国内均采用三角架翻板作业方式,功效低、作业危险,该项目研发的平台采用桁架式整体空间结构,可在作业中实现双平台防护,极大改善了工人作业环境并实现了本质安全,采用在烟囱内壁通过拉杆内固定专用电梯,解决了垂直运输问题。该工法可满足跨度(直径)大于30m以上的筒壁施工,相比传统工艺,工效提高30%以上,已在西上庄2×660MW热电厂烟囱施工中成功应用。该工艺获得2017年度省级工法、中国施工企业协会滑模分会科技創新二等奖等荣誉。

17、選煤廠提質提能工藝優化提高品種煤質量

通過分析影響品種煤增産、電煤質量穩定、塊煤質量提高等因素,對選煤廠存在問題進行歸集分類,從完善工藝、提升能力、提高質量三方面實施系列提能提質提效改造,達到了適應生産及市場需求的目的。

二礦、五礦在原煤分級環節采用了弛張篩,篩分效率提高15%至20%,系統運行更加順暢;新景公司增設選前脫泥,精煤回收率提高1%;平舒公司在塊炭防破碎環節安裝了自主研制的塊炭裝車點伸縮溜槽,塊炭平均限下率由30%下降到15%。

該項目在8個選煤廠實施了11項技術改造,2018年全年品種煤産量達到1356.66萬噸,年增經濟效益11225萬元,同時減少了無效運輸,避免了環境汙染。

18、開發噴粉煤産品拓寬“陽優”煤市場空間

1990年,由于民用煤市場萎縮,陽泉礦務局決定向工業用煤轉移,重點開發冶金高爐噴粉煤産品,並在一礦實施噴粉精煤改造工程。工程于1991年6月18日竣工投産,采用跳汰洗煤工藝,年産噴粉煤30萬噸,是當時陽泉礦務局用自有資金建設的最大技改項目。此後,隨著市場不斷開拓,新建的五礦、新景公司、新元公司選煤廠以及改擴建的二礦、平舒公司、寺家莊公司選煤廠均增加了噴粉煤産品,並相繼采用跳汰、末煤重介、TBS、螺旋分選、浮選等工藝,洗選工藝不斷優化,加工深度不斷延伸,裝備水平及加工能力不斷提升。2011年起,集團噴粉煤年産量均在630萬噸以上,2018年達到734萬噸。

噴粉煤産品的開發,是陽煤集團適時調整産品結構的重大決策,成爲企業發展曆程中戰略轉型的關鍵節點。

19、煤泥烘幹系統實現煤泥高效利用

2013年12月煤泥烘幹項目首先在平舒公司試運行,利用瓦斯作爲熱源對煤泥進行烘幹,幹燥後産品直接進入末煤銷售。

該系統采用三圓腔體內旋翼強制流態化高溫氣體烘幹技術,能更好實現質熱交換,熱利用率達到90%以上。烘幹後的煤泥産品呈小于13mm(大部分爲0至3mm)顆粒狀,水分由幹燥前的25%降低爲10%至12%。同時,可實現産品水分按需調控,當井下出現構造,末煤質量差時,將烘幹産品水分下調至5%至7%,進一步提高烘幹煤泥的發熱量。

該項目是國內第一家采用旋翼式工藝進行無煙煤煤泥烘幹的項目,屬于幹燥設備首次與瓦斯鍋爐相結合的成功案例,已在新景公司、一礦等5個礦井推廣應用,有效解決了濕煤泥露天堆放帶來的環保問題,而且烘幹煤粉配入末煤銷售,截至2018年底爲陽煤集團創造直接經濟效益約3.2億元。

20、無軌膠輪車運輸革新礦井運輸方式

2005年,新元公司率先采用無軌膠輪車輔助運輸方式,2012年僅用15天完成對3203工作面161架液壓支架的運輸安裝,創造了紀錄,實現了重型物料及設備的整體搬運,大大簡化了井下運輸環節,填補了陽煤集團輔助運輸系統無軌化的空白。2009年、2014年,孫家溝公司、榆樹坡公司井下輔助運輸系統先後實現無軌膠輪車運輸。2017年,在二礦龍門采區和新景公司蘆南采區等老礦井的新開采區,成功試驗膠輪車運輸方式與軌道運輸方式相結合的井下輔助運輸系統,2018年,平舒公司翟下莊建設的新立井使用膠輪車運輸,使井下輔助運輸系統進入了無軌運輸和有軌運輸相結合的大物流時代。


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