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  • 讓礦山自主感知分析決策,煤礦智能化前景可期 2020-04-30

    大型采煤機在地下自主割煤,能夠主動感知煤巖性狀,適應調整工作狀態,煤礦工人不再手動操作設備只需定時巡檢,井下采集的所有大數據都在5G網絡中快速交互鏈接……地下數百米的深處,智能化煤礦將賦予傳統采煤行業新的生機。  近日,國家發改委、國家能源局、應急管理部等八部委聯合發布了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)。未來,人工智能、工業物聯網、云計算等將與現代煤炭開發利用深度融合。  “煤礦智能化的核心就是使礦山具有人類般的思考、反應和行動能力,實現物物、物人、人人的信息集成與智能響應,主動感知、分析,并快速做出正確處理。”深部煤炭資源開采教育部重點實驗室副主任、中國礦業大學教授方新秋告訴科技日報記者。  我國尚處智能化初級階段  許多礦業發達國家多年前已制定礦山信息化長遠發展規劃,信息化和自動化程度越來越高。  加拿大從20世紀90年代初開始研究自動采礦技術,擬于2050年通過衛星通信技術操縱礦山的所有裝備,實現自動智能采礦;美國于1999年對地下煤礦的自動定位與導航技術進行研究;澳大利亞于2001年開展了綜采工作面自動和智能化技術的研究,設計開發了LASC系統;德國于2015年建設了一套遠程控制自動化薄煤層綜采系統,已接近“無人工作面”。  近年來,我國智能化采煤工作面發展迅速。目前,全國已經有200個左右不同層次的智能化采煤工作面。記者從兗礦集團了解到,該集團鮑店煤礦打造了國內首個常態化智能綜放工作面,貴州能化發耳煤業建設成為西南地區唯一一個省級智能化采煤工作面,濟三煤礦以綜掘機“遙控截割”+液壓錨桿鉆車+破碎機+皮帶機“無人值守”配套模式建成國內領先的智能化掘進工作面。  “智能化與自動化有本質的區別,智能化采煤工作面距離智能煤礦的目標仍有較大差距。準確地說,目前我國還處于煤礦智能化的初級階段。”方新秋說。  “煤礦智能化是一個系統工程,要實現全過程的智能化運行,采煤、掘進、運輸、提升、排水、通風、地質信息、經營管理等環節必須智能協同。”中國礦業大學機電工程學院執行院長王忠賓教授告訴記者。  我國從2015年開始抓煤礦“四化”(機械化、自動化、信息化和智能化)建設。“四化”改造為煤礦智能化開采奠定了很好的基礎,但仍存在系統間數據感知難、信息交互難、實時性差、可靠性低、數據利用率不高和多智能系統協同弱等難題。  “比如地面導航有GPS和北斗,地下裝備怎么準確定位?煤炭行業有其特殊性,一些關鍵的智能技術仍需要突破。”王忠賓說,如煤層地質精準探測技術,煤巖性狀實時在線識別技術,采煤工作面高速高可靠無線傳輸技術,采煤裝備精確導航和定位技術,復雜工況計算機視覺識別技術,煤礦大數據技術等。  建設智能邊緣數據基礎設施  目前,華為、百度等科技公司已注意到煤礦智能化的行業需求,并深度參與其中。  華為參與的5G礦車投入運行,煤礦生產可實現盲區監控;百度參與了中國煤炭云建設,與陽泉煤業達成戰略合作;中興通訊、中國聯通與兗礦開展合作,成立了“5G+智慧礦業聯合實驗室”等。  “很期待即將到來的5G時代,比如現在井下數據傳輸采用的是光纖,當采礦設備大幅度移動和震動時,光纖就會發生故障,如果換成5G網絡將會有很大改變。”方新秋說。  “互聯網企業深度參與是一件好事,術業有專攻,需要在數據處理體系、通信技術、網絡架構和智能協同算法上面向行業互聯網應用開展專門的研究。”中國礦業大學網絡與信息中心主任孫彥景教授說。  《指導意見》還要求,對沖擊地壓、煤與瓦斯突出等災害嚴重的礦井,優先開展智能化采掘(剝)和危險崗位的機器人替代。  “去年我們與華為簽訂了戰略合作協議,并提出工業互聯網智能邊緣數據基礎設施的概念,未來智能煤礦將從網絡‘全連接’向數據‘全鏈接’發展,系統架構向‘云邊協同’發展。”孫彥景說。  他進一步解釋說,人工智能的特點是不斷學習演化,每一個煤礦每一個工作面的情況都不相同,智能采掘機器人在作業過程中,當遇到特殊情況時,可以由系統依據生產大數據進行學習分析和決策,也能讓智能終端自主處置,“這就是云邊協同的意義”。  “礦山自主決策和控制的前提是全面感知,而要確保感知信息可靠,就必須攻克相應的傳感器和信息交互等技術。”孫彥景說,比如智能視覺技術可以準確地識別車輛、行人和人臉,根據場景分析行為,并結合規則研判是否違章。  記者了解到,目前跨行業的智能煤礦合作已在廣泛建立之中,如中國礦業大學礦業工程學院已開設綠色開采、深地開發、智能采礦、未來礦業四大研究方向,設置智能開采研究所,創辦智能采礦特色班;中國煤炭學會和中國煤炭科工集團發起成立了“煤礦智能化創新聯盟”;中國煤炭科工集團、中國礦業大學(北京)和中國聯通成立了“5G地下空間創新實驗室”。

  • 應急部:2022年我國將建成1000處智能化采掘工作面 2020-04-30

    應急管理部辦公廳負責人李豪文在國新辦舉辦的發布會透露,為推進全國開展安全生產專項整治三年行動計劃,將加大淘汰關閉小煤礦的力度,到2022年全國大型煤礦占比達到70%以上;繼續關閉不符合安全生產條件的小型非煤礦山,尾礦庫原則上只減不增。  李豪文介紹到,針對煤礦存在的問題,三年行動計劃提出要加大煤礦產業結構調整力度。對年產量30萬噸以下的小煤礦,分類進行處置,加大淘汰關閉力度。三年之后,到2022年全國大型煤礦的占比將達到70%以上。同時,提高煤礦的機械化、信息化、自動化和智能化水平,使煤礦的采煤、掘進智能化的工作面由目前的280處達到1000處,這部分煤礦的產能將占到10億-15億噸。同時全國煤礦的一二級安全生產標準化的占比也將達到70%以上。  據了解,目前全國有非煤礦山3萬多座,小型非煤礦山占95%,安全風險很高。李文豪介紹到,三年整治行動圍繞這些問題,繼續關閉不符合安全生產條件的小型非煤礦山,尾礦庫原則上只減不增,并提高非煤礦山從業人員的安全技能水平和非煤礦山上的機械化水平。此外,還將圍繞重點領域環節加強監管執法,重點瞄準下井人數超過30人、采深超過800米,以及尾礦庫的“頭頂庫”,以及油氣增儲擴能的工程項目。

  • 潞安集團首個大采高智能化綜采工作面建設完成 2020-03-27

    字號:[ 大 中 小 ]發布時間:2020-03-27 11:46:38來源:潞安集團  智能化引領,高質量發展。近年來,圍繞國家2020年建成100個初級智能化示范煤礦和全省3年內所有煤礦全部達到智能化標準的規劃要求,李村煤礦加快步伐,積極探索,于近日完成了潞安集團首個大采高智能化工作面建設,目前已進入井下試運行階段。  迎難而上 智能化綜采工作面從無到有  李村煤礦1306工作面平均采高4.85米,采用走長壁一次采全高后退式全部垮落綜合機械采煤法,在正常生產過程中,需要配備相應的采煤機司機、支架工等崗位工種。如何打造適合大采高這樣采煤方式的智能工作面,實現由體力型礦工向智慧型礦工轉變呢?這一課題成為李村煤礦打造智能化礦山的著力點和突破口。  為盡快建成適合李村特色的智能化工作面,李村煤礦綜采隊成立了以隊長張奇為項目帶頭人的大采高綜采智能化工作室,明確職責目標和任務,結合礦井實際,借鑒先進經驗,依托大數據、云計算、互聯網等新一代信息技術,先行先試,通過實施綠色化改造、智能化改造、技術改造“三大改造”,推動礦井實施自動化、數字化、信息化、智能化改造,全力推進一次采全高綜采工作面智能化開采。  「依托全采面設備系統實現一鍵啟停」  李村煤礦1306綜采智能化工作面使用的綜采自動化系統主要由液壓支架電液控制系統、視頻監控系統、采煤機電控系統、三機泵站集控系統、順槽控制系統以及工作面數據上傳、云端監控系統組成。從泵站配比啟動,到各運輸設備依次順序啟動,再到采煤機、液壓支架自動割煤跟機移架,全采面設備可實現一鍵啟停;實現了綜采工作面在正常采煤生產過程中“以采煤機記憶割煤為主,人工干預為輔”的自動化生產模式,可實現工作面作業人數由原來的28人減至14人,大大減少日常生產作業人數,將員工從設備操作工變成巡視工,大大降低了員工勞動強度,極大改善了員工作業環境。同時,在工作面安設攝像儀,工作面發生突發性作業時,監控中心人員可通過視頻畫面及時干預,不需要操作員對設備進行直接性操作,消除設備誤動作或各種不安全因素對操作人員的傷害,從根本上提高了安全系數,實現“機械化換人,自動化減人”的目標。  「依托視頻定位追機系統實現可視化管理」  智慧礦山包含煤礦生產、地測、調度、機電、安全、通防、監測監控等眾多系統。面對復雜的監測環境,李村煤礦將綜采工作面液壓支架、采煤機、刮板運輸機、轉載機、破碎機、膠帶運輸機、視頻等系統集成起來,建立工作面1000M以太環網和井下雙數據交換主機實現工作面自動化控制,利用礦井綜合自動化系統向地面傳輸,在地面主機上進行顯示,實現在地面對井下設備的操控。同時,通過云臺攝像頭能夠根據位置信息實現自動旋轉,在采煤過程中對煤機前后滾筒區域的跟機監控,確保從設備運轉,到人員定位,再到生產情況,瓦斯含量、通風情況以及地質構造和斷層區域,各生產要素和主要安全生產信息和關鍵設備實現在線可視化監管。  「依托云端移動終端查詢系統實現云數據實時測」  設備安裝完成后,就進入緊張的調試階段。綜采隊抽調精兵強將,與廠家技術人員一道,圍繞采煤機記憶截割、慣性導航、準確定位、支架追機移架、視頻監視及語音接入通信等軟硬件,利用手機、電腦等,就可以查看采煤機位置、工作面瓦斯濃度等各類設備集控參數,實現云平臺采面數據實時監測。  秣馬厲兵 技術、管理一個都不能少  “煤炭是集團產業發展之基。建設智能礦山是落實上級要求、順應行業趨勢的具體體現,也是集團煤礦實現本質安全高效發展的必由之路。”對于李村煤礦下一步智能化建設目標,張奇向記者介紹道,“智能化礦井的建設需要各科室的協調配合,以及牽頭主導人員與各科室、外部智能化研發部門的密切配合,要做好整個礦井整個集團的智能化工作,難度相當大,且做好之后,后續數據的更新,智能配套設備的維護等問題牽涉廣,推進難度也非常大。”  對此,張奇提出“以點帶面”思路,“結合礦井實際情況,結合GIS數據,建立三維數字化BIM礦井模型,在井下主要大巷、主輔運輸線路、回采工作面及掘進迎頭進行無線覆蓋和視頻布置。”張奇認為,打好技術基礎,同時還要充分調動起員工的積極性。“從人員管理入手,拉開一線二線工資待遇,讓辛苦的人員多掙錢,讓懂技術人員多掙錢,讓在作業環境危險系數高的人員多掙錢。結合智能化的推進發展,增加作業人員到一線去的積極性,增加員工學技術能力的積極性。  目前,隨著大采高智能化綜采工作面的安裝完成,李村煤礦相配套的技術和管理均在快速改進和完善當中,為工作面的正式投用厲兵秣馬蓄勢待發。  百米井下,采煤機能夠以預先設定的牽引速度、參數要求自動割煤,形成記憶截割模板,不斷修正誤差;百米井上,智能化調度中心,機械位置、運行狀態、瓦斯濃度等均可實時監測。李村煤礦綜采隊作為集團唯一一個大采高智能化隊組,從采面安裝準備、設備選型,到培訓演練、安裝調試,再到實現穩定運行,一個全新的智能化綜采工作面便在李村煤礦從無到有,宣告建成,這其中,經歷了多少個無眠日夜、經過了多少次激烈探討,可想而知。“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。”在新產業、新業態、新模式、智能化發展的大勢之下,經過李村煤礦不斷地探索,建成具有李村特色的智能化礦山指日可待。

  • 國家能源集團統籌規劃、扎實推進智能化煤礦建設 2020-03-26

    國家能源集團遵循“統籌規劃、分步實施、試點先行、逐步推廣”的原則,制定了煤礦智能化和煤礦機器人研發應用五年規劃和兩年計劃。2019年6月,制定下發了全集團煤炭產業智能礦山建設總體規劃和具體方案。2019年11月在神東礦區召開了智能礦山建設推進會。  截止目前,在神東、寧煤等公司成功實施了智能化采煤工作面11個,減少崗位工108人。依托煤礦智能化創新聯盟、科研院所、主要煤礦裝備供應商,全面開展煤礦智能化和煤礦機器人研發及推廣應用,已完成研發開始現場試用的煤礦機器人項目11項,包括:綜采工作面巡檢機器人、綜采工作面激光掃描機器人、主運輸巡檢機器人、變電所巡檢機器人、水泵房巡檢機器人、鉆錨機器人、噴漿機器人、撿矸機器人、管路抓舉、鉆孔機器人、掏槽機器人等。  國家能源集團計劃2020年到2021年,建成5個智能礦山示范工程,新建20個一流煤礦智能化工作面、5類智能掘進成套技術裝備,建設30個智能選煤廠、20類礦用機器人、2類國產智能礦用卡車,自主研發智能礦山應用系統平臺。  2020年,國家能源集團正在建設實施的智能化采煤工作面17個、智能掘進工作面5個,智能化選煤廠14個。組織新立項研究的機器人項目10項。同時,正在開展掘錨一體機快速掘進成套裝備、綜掘機一體化快速掘進成套裝備、TBM煤巷快速掘進成套裝備技術的研發。

  • 煤炭裝備制造業十大新聞出爐! 2020-03-26

    煤炭裝備制造業十大新聞  1、習近平總書記考察鄭煤機集團  9月17日,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平總書記赴鄭煤機集團考察調研。在聽取了企業改革發展、自主創新等情況后,習近平指出,中國必須搞實體經濟,制造業是實體經濟的重要基礎,自力更生是我們奮斗的基點。習近平強調,我們現在制造業規模是世界上最大的,但要繼續攀登,靠創新驅動來實現轉型升級,通過技術創新、產業創新,在產業鏈上不斷由中低端邁向中高端。一定要把我國制造業搞上去,把實體經濟搞上去,扎扎實實實現“兩個一百年”奮斗目標。  2、新中國煤機發展70年和中國煤炭機械工業協會成立30周年座談會在京召開  10月29日,新中國煤機發展70年和中國煤炭機械工業協會成立30周年座談會在京召開。會議全面總結了煤機行業70年發展成就和煤機協會30年的發展成果,探討了新形勢下煤機行業發展機遇及趨勢,并觀看了《中國煤機——我的驕傲》紀錄片,參觀了煤機70年和煤機協會30年的主要成就展。  70年來,我國建成了門類齊全的現代煤炭裝備制造體系,鑄就了世界第一煤炭裝備制造和使用大國的地位,特別是黨的十八大以來,煤炭裝備制造水平顯著提高,與國外先進水平差距逐漸縮小,部分裝備水平達到國際領先,實現了從引進、吸收、跟隨到自主創新的跨越式發展。  3、8.8m智能超大采高綜采成套裝備實現全面國產化  6月4日,寧夏天地奔牛實業集團研制的年產2000萬t智能綜采輸送裝備下線,主要包括:SGZ1400/4800刮板輸送機、SZZ1600/700刮板轉載機、PLM6000順槽用破碎機等設備。8月2日,西安煤礦機械有限公司研制的MG1100/3030-GWD型8.8m超大采高智能化采煤機下線。至此,連同我國自主研制的8.8m超大采高液壓支架,我國8.8m特厚煤層智能化綜采工作面成套設備已實現全面國產化,并已在神東上灣煤礦8.8m超大采高工作面得到應用,為世界提供了厚煤層開采的“中國裝備”和“中國模式”。   12月27日,神東煤炭集團承擔的“神東礦區8.8m智能超大采高綜采關鍵技術與成套裝備研發”項目通過了中國煤炭工業協會組織的專家鑒定。經過鑒定,認為該項目引領了世界特厚煤層開采技術和裝備的發展方向,達到了國際領先水平。  4、智能化裝備成為第十八屆中國國際采礦展亮點  10月30日-11月2日,第十八屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會在京舉辦,煤礦智能化裝備成為此次展會的亮點。其中,既有適用于年產千萬噸級的大型綜采技術設備,也有適用于薄煤層開采的智能化綜采裝備;既有跨界開采大伸縮比智能化液壓支架、直角轉彎輸送機、巷道修復機、鋸割掘進機和重載平板動力車的展示,也有盾構機、無人機等新技術在煤礦行業的應用;既有智能運輸、智能風機、機器人、切頂機,也有自動化控制系統、5G集控、智能控制終端等數字化礦山建設技術裝備;既有綠色再制造技術展示,也有純水支架、防爆鋰電無軌運輸車、電動無人寬體自卸車等清潔能源技術裝備。  5、煤礦機器人技術與裝備取得積極進展  1月2日,國家煤礦安全監察局正式公布《煤礦機器人重點研發目錄》,對掘進、采煤、運煤、安控和救援5大類38種煤礦機器人分別提出了具體的研發應用要求。8月21日,國家煤礦安全監察局在京舉辦2019世界機器人大會煤礦機器人專題論壇,進一步推進煤礦智能裝備和機器人研發應用,加快推動煤炭開采技術革命。  目前,中國煤科、中煤裝備、山能重裝、中信重工、華夏天信、冀凱股份、景隆重工、天津美騰等企業已成功研制了井下巡檢、智能選矸、自動鉆錨、在線監測、智能裝車、事故救援、自動噴漿等功能的機器人。  6、多家煤機企業和產品入選工信部試點示范名單  11月13日,工信部、中國工業經濟聯合會聯合公布第四批制造業單項冠軍企業(產品)名單。鄭州煤礦機械集團股份有限公司的“液壓支架”榮獲第四批制造業單項冠軍示范企業稱號,寧夏天地奔牛實業集團有限公司的“超重型智能控制刮板輸送機”榮獲第四批制造業單項冠軍產品稱號。  12月20日,工信部公布了2019年工業互聯網創新發展工程——基于工業互聯網平臺的工業設備上云解決方案供應商項目名單。山西科達自控股份有限公司完成的“基于‘裝備云’平臺的礦山與建筑智能設備上云與運維管理解決方案”項目入圍。  7、礦用高端掘進裝備研發應用捷報頻傳  2月,中國煤炭科工集團太原研究院研發的復雜地質條件下掘支運一體化快速掘進系統在陜煤黃陵二礦投入運行,該系統包括干濕雙模錨鉆低比壓掘錨一體機、六臂錨桿轉載機和柔性連續運輸系統,總功率1200kW;5月,中國鐵建重工集團研制的首臺煤礦大斷面快速掘錨成套裝備在陜煤曹家灘煤礦投入使用。該裝備設計掘進速度1500m/月,可實現巷寬6.5m、巷高4.5m大斷面機械化施工;7月,北方重工集團研制的首臺煤礦巷道巖巷全斷面掘進機“新礦一號”在山東能源新礦集團新巨龍公司投入運行。該設備設計速度500-800m/月,直徑6.33m,集掘進、出渣、支護、除塵、通風、導向、防爆等技術于一體;11月,上海創力集團研制的首套大傾角礦用盾構機在淮北礦業集團袁店二礦投入使用。該設備直徑4.88m、長56m、重達530t,適應煤礦19°上山巷道施工開發。  8、我國首個無人巡視、自主割煤的智能無人化工作面建成  2019年,國家能源神東煤炭集團、中國煤科天瑪公司等單位在神東榆家梁煤礦建成了我國首個無人巡視、自主割煤的智能無人化工作面。該項目采用全部國產設備,實現了多項創新,一是構建了可動態自優化的工作面精確三維地質模型;二是研發了自主智能截割控制技術和控制系統;三是研制了最大巡檢速度可達60m/min的軌道巡檢機器人;四是研制了采煤機電纜自動拖拽裝置;五是研制了高精度人員定位系統。  該項目投產后,實現了自主割煤,解決了長期困擾煤礦智能開采過程中煤巖無法識別的難題,真正實現支架區域內無人化,對建設安全智能、綠色高效礦井具有重要意義,標志著我國煤礦綜采智能化取得了重大進展。  9、“5G+智能制造”助力智慧礦山建設  2019年,煤機行業開啟了“5G+智能制造”元年。太重煤機研制的新一代智能化采煤機采用4G+/5G通訊技術,創建了采煤機物聯網和云端遠程運維平臺。航天科工研制成功5G網絡智能110噸無人駕駛礦用車。陽煤集團新元公司建成首個井下5G基站并進行組網應用。此外,基于5G技術實現駕駛無盲區的大型礦車在內蒙古扎哈卓爾露天礦投入運行,“5G+智慧礦業”聯合實驗室、地下空間5G技術創新應用聯合實驗室、“5G+車聯網+智能裝備”聯合創新實驗室等研究機構相繼建立。  10、長距離大運力帶式輸送系統取得重大突破  2019年,力博重工科技股份有限公司聯合山東科技大學等單位共同研制完成的復雜工況下長距離大運力帶式輸送系統實現多項自主創新。該項目攻克了復雜工況下長距離大運力帶式輸送系統沿線張力控制和多機功率平衡等難題,研制成功了包括目前煤礦井下最大的4×1000kW長距離大功率下運帶式輸送機等多項重大裝備,進一步增強了對復雜工況的適應能力;研發了長距離大運力下運帶式輸送系統控制與監測技術,提高了帶式輸送系統運行的可靠性;解決了大型輸送裝備安全保障等共性關鍵技術難題,為帶式輸送系統的重載高速運行提供了安全保障。該成果集成了我國復雜工況下長距離大運力帶式輸送系統的多項關鍵核心技術與裝備,已在山西焦煤集團、山東能源集團等企業推廣應用并出口國外。

  • 煤炭“變形記”:從能源到原料 2020-03-26

    受新冠肺炎疫情的影響,全球口罩需求量急劇增長。為應對當前的形勢需要,近日,越來越多的煤炭企業開始生產口罩原料,加入了這場抗疫戰爭。  煤炭企業成為生產防疫物資的“生力軍”,也讓業內意識到,在碳減排壓力之下,從資源能源化向原材料化利用轉變,將成為煤炭行業的大趨勢。  “煤炭由能源走向能源和原料并重是國家倡導的發展方向。未來,煤炭原材料化的比例會逐漸增加。”中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民對《中國科學報》表示。  由于能源資源的稟賦特征,近年來,我國煤化工產業規模快速增長。我國自主研發的煤炭間接液化技術、煤制烯烴技術以及率先開發的煤制芳烴技術,都處于國際領先地位。  未來,煤炭利用走向何方?  煤化工的多重選擇  實際上,以煤炭為原料制備口罩基本原料的工藝已經成熟。山東科技大學化學與生物工程學院教授梁鵬介紹說,煤制烯烴是現代煤化工產業中的一項重要技術,通過烯烴分離可以獲得高純度的丙烯。丙烯可用于生產口罩所用的主要基本材料——PP熔噴布、PP紡粘布等,其中PP熔噴布是口罩中起關鍵作用的過濾層。  梁鵬指出,煤炭企業可以利用基本原料優勢(丙烯),進入熔噴布生產領域,進而生產口罩,延長產業鏈。“此外,煤化工的煤制乙烯技術,還可生產大量聚乙烯,用于生產醫用防護服面料。”  中國石油大學(北京)新能源研究院院長周紅軍則介紹,對于口罩的原料制備,全球有兩條生產路線,一條是石油化工路線,另一條就是中國獨有的煤化工路線。  “將煤炭轉化為原料或材料加以利用是未來煤化工的發展趨勢,同時會對煤炭行業提出更高的技術要求。”梁鵬舉例說,煤瀝青可以生產碳纖維用于航天、軍事及民用領域,從煤炭中分離出的高附加值化學品還可用于生產醫藥、染料等產品。  “站在整個工業過程的角度,煤炭利用已經到達天花板。因此,煤以后的出路就是材料化,以及煤制氫等。”周紅軍說。  “煤的主要成分是碳、氫、氧和少量的氮、硫或其它元素。從化學的角度講,這些元素可以組合出多種的物質。”劉中民解釋說,近年來興起的現代煤化工以煤熱解、氣化為基礎,以一碳化學為主線,以新型催化劑和工藝過程為核心,以工藝流程裝備為保障,產品主要有合成油、天然氣、烯烴、乙二醇、乙醇等。人們生活中常用的塑料、合成橡膠、合成纖維等也都離不開這些原料。  以清潔高效為目標  清潔化利用是煤炭行業的主基調。那么,目前的煤化工技術能否實現清潔化?梁鵬認為“完全可以”。不過,煤炭的深加工過程往往會帶來設備投資大、耗水量大等問題,因此因地制宜開發適合我國國情的現代煤化工技術,具有重要意義。  劉中民認為,相比于燃燒,煤炭作為原料利用的方式更多、更復雜,對技術、工藝、裝備的要求也更高。環保是現代煤化工產業體系構建過程中的重要問題之一。目前,污染物高效脫除技術、廢水(近)零排放技術及“三廢”資源化利用技術都已經得到廣泛應用,污染物的排放可以降到非常低的水平。  “從二氧化碳減排的角度,煤作為原料時,煤中的碳元素轉移到新的產品中,可在一定程度上減少二氧化碳的排放。”劉中民強調說。  周紅軍則指出,煤炭清潔轉化的煤化工技術主要包括煤轉化制取清潔燃料和煤轉化制取大宗及特殊化學品兩大技術方向。以清潔高效為目標,要進一步提高煤炭轉化效率、降低水耗及污染物排放等。  例如,重點解決以煤、合成氣、甲醇等為原料的碳氫氧原子化學鍵的定向調控、目標產物的化學合成新途徑、催化劑的精準合成,以及目標產物的合成工藝及反應器等重大問題,最終成功開發系列煤轉化制清潔燃料和化學品新技術;重點解決煤直接液化和間接液化的原料、過程匹配和產品靈活調控,以及煤直接—間接液化工藝及耦合強化問題等。  兩年前,中國科學院啟動了“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類戰略性先導科技專項,由中國科學院大連化學物理研究所牽頭聯合院內多所實施。該項目旨在推動構建我國多種能源資源融合發展的“中國特色”能源結構,以能源技術革命促進能源革命。在煤化工方面,布局了合成氣下游及耦合轉化利用、甲醇下游及耦合轉化利用兩個項目,計劃到2023年,完成20萬噸/年煤基合成氣直接制低碳烯烴的工業示范、百萬噸煤炭清潔高效分級轉化利用工業示范等一批重大項目。  “除此之外,鋼鐵企業在煉鐵工藝過程中會排放大量的尾氣,其中的一氧化碳和氫氣等有效成分與煤化工中的合成氣相似,可以把鋼鐵尾氣作為化工的原料,生產基礎化工產品等。這不僅是鋼鐵行業生態化發展的一個重要方向,也是煤化工的重要方向。”劉中民指出。  煤化工的未來   近年來,受限于價格昂貴的天然氣,國內鋼鐵企業十分重視氣基直接還原鐵技術的研發,紛紛探討采用焦爐氣煤氣化的氣體進行氣基直接還原鐵生產,以降低合成氣即氫氣的生產成本。不過,周紅軍說,“目前,國內尚無真正意義的工業化氣基直接還原鐵。”  為此,中國石油大學(北京)研發了焦爐氣二氧化碳干重整轉化技術,與中石化及中晉太行公司合作,正在山西左權建設第一個采用焦爐氣為原料的30萬噸/年氣基直接還原鐵示范廠,計劃今年建成開車。其中的焦爐氣凈化和二氧化碳干重整轉化采用該校開發的新工藝技術,解決了還原氣來源的瓶頸問題。  此外,煤化工領域還提出煤炭分質分級利用,就是根據煤質的基本特點,對煤炭進行逐級加工,獲取有價值的組分,總體得到最為理想的結果。這也是目前國內外學者關注的重點。  “煤炭作為原料,一定不能只生產一種產品,需要進行多種產品的聯合生產,即多聯產。這方面目前已經有了很大的進展。”梁鵬說。例如,高揮發分煤炭采用先熱解后氣化的技術路線,在第一步的熱解階段獲得煤氣和煤焦油,其中煤氣可以做化工合成,煤焦油可以提取高價值的化學品;第二步的氣化階段則將半焦進行氣化,做化學品和材料的合成。  梁鵬介紹說,針對高揮發分煤,他們目前正在進行熱解/燃燒分級轉化方面的研究開發工作,并且完成了中試實驗。另外,還在進行超純煤方面的研究,即將煤中的灰含量降低到1%以下,目前已取得進展。此外,正在開展的煤化工行業揮發性污染物治理方面的工作也已完成工業示范。  面向未來,劉中民建議,在煤化工層面,還需進一步降低水耗和能耗,實現產品的靈活調變;在煤熱解及多聯產、煤制天然氣、煤制芳烴和含氧化合物等方面,需要進一步突破關鍵技術,實現成套工藝技術和工業示范。同時,通過技術創新,加強新產品開發,通過延伸產業鏈,發展高附加值、精細化、差異化產品。

  • 中國科學報:構建“中國特色”煤炭利用之未來 2020-03-26

    受新冠肺炎疫情的影響,全球口罩需求量急劇增長。為應對當前的形勢需要,近日,越來越多的煤炭企業開始生產口罩原料,加入了這場抗“疫”戰爭。  煤炭企業成為生產防疫物資的“生力軍”,也讓業內意識到,在碳減排壓力之下,從資源能源化向原材料化利用轉變,成為煤炭行業的大勢所趨。  “煤炭由能源向能源和原料并重是國家倡導的發展方向。未來,煤炭原材料化的比例會逐漸增加。”中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民對《中國科學報》指出。  由于能源資源的稟賦特征,近年來,我國煤化工產業規模實現快速增長。我國自主研發的煤炭間接液化技術、煤制烯烴技術,以及我國率先開發的煤制芳烴技術,都處于國際領先的地位。  未來,煤炭利用將走向何方?  煤化工的多重選擇  實際上,以煤炭為原料制備口罩基本原料的工藝已經成熟。山東科技大學化學與環境工程學院教授梁鵬介紹說,煤制烯烴是現代煤化工產業中的一項重要技術,通過烯烴分離可以獲得高純度的丙烯,丙烯用于生產口罩所用的主要基本材料——PP熔噴布、PP紡粘布等,其中,PP熔噴布是口罩中起關鍵作用的過濾層。  梁鵬指出,煤炭企業可以利用基本原料優勢(丙烯),進入熔噴布生產領域,進而生產口罩,延長產業鏈。“此外,煤化工的煤制乙烯技術,還可生產大量聚乙烯,用于生產醫用防護服面料。”  中國石油大學(北京)新能源研究院院長周紅軍則介紹說,口罩的原料制備,全球有兩類生產路線。一條是石油化工路線,另一條則是中國獨有的煤化工路線。  “將煤炭轉化為原料或材料加以利用是未來煤化工的發展趨勢,同時會對煤炭行業提出更高的技術要求。”梁鵬認為,如煤瀝青可以生產碳纖維用于航天、軍事及民用領域,從煤中分離高附加值化學品可用于生產醫藥、染料等產品。  “站在整個工業過程來講,煤炭利用已經到天花板,物質流和能源流都要考慮。煤以后的出路就是材料化,及煤制氫等。”周紅軍說。  “煤的主要成分是碳、氫、氧和少量的氮、硫或其它元素,從化學的角度講,這些元素可以組合出非常多種類的物質。”劉中民解釋說,近些年興起的現代煤化工以煤熱解、氣化為基礎,以一碳化學為主線,以新型催化劑和工藝過程為核心,以工藝流程裝備為保障,產品主要有合成油、天然氣、烯烴、乙二醇、乙醇等,人們生活中常用的塑料、合成橡膠、合成纖維等都離不開這些原料。  以清潔高效為目標  清潔化利用是煤炭行業的主基調,那么,目前的煤化工技術能否實現清潔化?梁鵬認為“完全可以”。不過,煤炭的深加工過程往往會帶來設備投資大、耗水量大等問題,因此,因地制宜開發適合我國國情的現代煤化工技術,具有重要意義。  劉中民認為,相比于燃燒,煤炭作為原料利用的方式更多、更復雜。對技術、工藝、裝備的要求也更高,環保是現代煤化工產業體系構建過程中的重要問題之一。目前,污染物高效脫除技術、廢水(近)零排放技術及“三廢”資源化利用技術都已經得到廣泛應用,污染物的排放可以降到非常低的水平。  “從二氧化碳減排的角度,煤作為原料時,煤中的碳元素轉移到新的產品中,可在一定程度上減少二氧化碳的排放。”劉中民強調說。  周紅軍則指出,煤炭清潔轉化的煤化工技術主要包括煤轉化制取清潔燃料和煤轉化制取大宗及特殊化學品兩大技術方向。以清潔高效為目標,進一步提高煤炭轉化效率、降低水耗及污染物排放等問題。  如重點解決以煤/合成氣/甲醇等為原料的碳氫氧原子化學鍵的定向調控、目標產物的化學合成新途徑、催化劑的精準合成,以及目標產物的合成工藝及反應器等重大問題,最終成功開發系列煤轉化制清潔燃料和化學品新技術;重點解決煤直接液化和間接液化的原料、過程匹配和產品靈活調控,以及煤直接—間接液化工藝及耦合強化問題等。  兩年前,中國科學院啟動了“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類戰略性先導科技專項,由中國科學院大連化學物理研究所牽頭聯合院內多所實施。  該項目旨在推動構建我國多種能源資源融合發展的“中國特色”能源結構,以能源技術革命促進能源革命。在煤化工方面,布局了合成氣下游及耦合轉化利用、甲醇下游及耦合轉化利用兩個項目,計劃到2023年,完成20萬噸/年煤基合成氣直接制低碳烯烴的工業示范;百萬噸煤炭清潔高效分級轉化利用工業示范等一批重大項目。  “除此之外,鋼鐵企業在煉鐵工藝過程中會排放大量的尾氣,其中的一氧化碳和氫氣等有效成分與煤化工中的合成氣相似,可以把鋼鐵尾氣作為化工的原料,生產基礎化工產品等。這不僅是鋼鐵行業生態化發展的一個重要方向,也是煤化工的重要方向。”劉中民指出。  煤化工的未來  近年來,國內鋼鐵企業還十分重視氣基直接還原鐵技術的研發,受限于較為昂貴的天然氣,紛紛探討采用焦爐氣煤氣化的氣體進行氣基直接還原鐵生產,以降低合成氣也就是氫氣的生產成本 。  “目前,國內尚無真正意義的工業化氣基直接還原鐵。”周紅軍說。中國石油大學(北京)研發了焦爐氣二氧化碳干重整轉化技術,與中石化及中晉太行公司合作正在山西左權建設第一個采用焦爐氣為原料的30萬噸/年氣基直接還原鐵示范廠,計劃今年建成開車。其中的焦爐氣凈化和二氧化碳干重整轉化采用該校開發的新工藝技術,解決了還原氣來源的瓶頸問題。  煤化工領域提出煤炭分質分級利用,就是根據煤質的基本特點,對煤炭進行逐級加工,獲取有價值的組分,總體得到最為理想的結果。這也是目前國內外學者關注的重點。  “煤炭作為原料,一定不能只生產一種產品,需要進行多種產品的聯合生產,即多聯產,而目前已經有了很大的進展。”梁鵬說。例如,將高揮發分煤炭采用先熱解后氣化的技術路線,在第一步的熱解階段獲得煤氣和煤焦油,其中煤氣可以做化工合成,煤焦油可以提取高價值的化學品;第二步的氣化階段將半焦進行氣化,做化學品和材料的合成。  梁鵬介紹說,針對高揮發分煤,他們目前正在進行熱解/燃燒分級轉化方面的研究開發工作,并且完成了中試實驗。另外還正在進行超純煤方面的研究,即將煤中的灰含量降低到1%以下,取得了進展。此外,正在開展的煤化工行業揮發性有污染物治理方面的工作也已完成工業示范。  面向未來,劉中民建議,在煤化工層面,還需進一步降低水耗和能耗,實現產品的靈活調變;在煤熱解及多聯產、煤制天然氣、煤制芳烴和含氧化合物等方面,需要進一步突破關鍵技術,實現成套工藝技術和工業示范。同時,通過技術創新,加強新產品開發,通過延伸產業鏈,發展高附加值、精細化、差異化產品。

  • 國家重點研發計劃項目助推煤與重油清潔高效多元化利用 2019-12-13

    基于全球首套45萬噸/年煤與重油共加氫工業示范裝置,由陜西延長石油(集團)有限責任公司牽頭承擔的國家重點研發計劃“煤與重油共加氫及產品加工關鍵技術”項目成功設計開發了煤與重油共加氫新型催化劑及工藝,實現了催化劑噸級放大合成。該成果有效降低了催化劑成本及用量、提高了輕質油(石腦油+柴油)收率,在示范裝置上實現連續平穩應用30天。該項目提出了微界面強化反應技術理論,大幅提高氣液相反應相界面積,降低反應系統操作壓力,日前已完成了微界面強化反應器的渣油加氫中試試驗、確定了工業試驗技術方案,進行了工業示范裝置Letdown減壓裝置、減壓塔系統及微界面強化反應器的安裝改造,并開展了第一次試運行。下一階段,項目將進一步研究煤與重油的匹配性與協同效應,強化技術路線的協調整合,實現項目立項工業示范裝置“安穩長滿優”運轉的初心,實現煤與重油清潔高效多元化利用,為國家能源化工行業發展提供技術支撐。 

  • 錢鳴高院士:推進綠色開采建設煤炭強國 2019-12-13

    錢鳴高院士接受媒體采訪時介紹“綠色開采”體系。 孫自法/攝  中新網北京12月9日電 (記者孫自法)他在國際會議上發表學術報告時提出的理論被稱為“鳴高模型”、他在國際上首個提出煤炭“綠色開采”體系、他的研究成果獲得煤炭系統第一個國家自然科學獎一等獎、他培養出中國煤炭系統首位采礦工程博士……他是中國工程院資深院士、中國礦山壓力與巖層控制學科主要奠基人之一、中國礦業大學(北京)教授錢鳴高。  錢鳴高工作生活60多年的中國礦業大學近期迎來110周年校慶,他在校慶前夕接受媒體集體采訪時指出,新中國成立至今已出煤逾800億噸,“沒有煤炭就沒有鋼鐵、水泥和火力發電,也沒有如今的基本建設規模,中國經濟總量達到世界第二,煤炭做出了重要貢獻。事實上,在今后相當長時間內煤炭將仍然是中國經濟社會發展的主體能源”。  這位耄耋之年的著名礦業科學家表示,煤炭工業在新中國成立以來發生翻天覆地的變化,采煤技術已由以手工為主發展到以機械化為主,安全情況百萬噸死亡率也由1978年的9.713下降到2018年的0.093,煤炭生產技術已處于世界先進水平,但因中國地域廣闊且開采條件、技術水平差別很大,今后還需要大力推廣“綠色開采”、科學采礦,推進煤碳強國建設。  錢鳴高院士回憶,自己5歲那年抗日戰爭爆發,目睹了日本侵略者對中國人民的殺戮,在少年時代就飽嘗民族的苦難和生活的艱辛,也培養了他倔強的性格與發憤圖強的意志,并受科學救國思想影響,認為只有發展工業才能救中國。新中國成立后,他從著名的蘇州中學考入東北大學前身東北工學院,歷經輾轉學習采礦學科。畢業后分配為中國礦業大學前身北京礦業學院研究生,從此開始與煤礦打交道一輩子的科研工作。  他的科研工作從研究礦山壓力開始,1962年研究提出的“采場上覆巖層活動規律”通過十多年在煤礦的實測檢驗與驗證,最終證實采場上覆巖層在受開采影響而破斷成為巖塊后形成的結構模式——“砌體梁”力學模型,其后又在此基礎上,發展了描繪整體巖層移動的“關鍵層”理論,從而為加強環境保護的“綠色開采”奠定了基礎。  1982年,錢鳴高前往英國參加巖層力學國際會議,會上他報告“采場上覆巖層活動規律”研究成果,得到國際學術界同行廣泛認可并被認為是采礦領域的引領者,“砌體梁”力學模型還被學者在論文中稱為“鳴高模型”,也將中國采礦相關研究推進到國際先進水平。  進入新世紀,錢鳴高又建立“礦山壓力預測、控制和監測”等實用工程技術,而后結合煤炭安全生產和高產高效開采需求,于2003年在國際上首次提出“綠色開采”體系。  錢鳴高指出,由于國民經濟快速發展,中國煤炭年產量由近10億噸到25億噸再到目前的40億噸,接近全世界產量的40-50%。如此大規模的開采,加之矸石排放,必然對水資源、土地及區域環境帶來嚴重影響。所有這些都與采動后形成的巖層移動和巖體內裂隙場的改變密切相關。為此,他領導團隊研究提出“采動巖體力學”概念和以控制“關鍵層”為基礎的煤礦“綠色開采”技術體系,涵蓋煤與瓦斯共采、保水開采、控制地表沉陷、矸石減排等方面。  國際同行專家評價稱,“綠色開采”不僅僅是一個新的術語,而是對煤礦開采及其對環境多種影響的整體認識引入一個統一的概念,并認為“關鍵層”理論巧妙地把巖層移動和上覆斷裂巖層中瓦斯和水的滲流和流動結合在一起,為減少采礦對環境的破壞提供了方向。  錢鳴高認為,煤炭屬于不可再生資源,煤炭開采和利用必須控制在環境容量范圍內,在人類從自然環境中對資源“獲取-使用-回歸”的整個循環中,必須尊重自然意志、遵循自然規律,時刻不忘回饋自然和養護自然,從而在人類和自然之間建立起復合的生態平衡機制。  他強調,在中國從“站起來”到“富起來”的歷史進程中,煤炭行業做出奠基性的不可磨滅貢獻,在“強起來”的新時代,還將發揮基礎性的不可替代作用。  中國無疑已是煤炭大國,也必然要發展成為煤炭強國。錢鳴高相信,只要持續推進并完善“綠色開采”體系和煤炭的清潔利用,煤炭強國的目標很快就會實現,“當中國大多數煤礦都達到現在神華集團生產標準的水平,也就進入到煤炭強國了”。(完)

  • 2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會 移師北京亦創國際會展中心召開 2019-12-02

     2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會移師北京亦創國際會展中心召開,引智革新、助力產業升級 由中國煤炭城市發展聯合促進會、中國機電產品流通協會聯合主辦,京禾展覽(北京)有限公司組織承辦的2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會(CICEME  Expo)將于2020年10月30日-11月1日,移師北京亦創國際會展中心召開,全新形象更大規模、盛裝展出,熱忱歡迎各方來賓參展參觀。中國北京國際煤炭采礦技術設備展覽會創辦于2005年,是煤炭采礦行業例會,中國地區行業盛會,已成功舉辦十四屆,已經被國內外煤炭采礦制制造商及相關服務商視為國際盛宴。 隨著展示主題不斷充實、展覽內容愈發豐富,參展商展示面積逐年持續擴大。為充實展會內涵,為參展商提供更寬廣、更全面的展示平臺,以更直觀且多元的展示方式給觀眾帶來更佳的觀展體驗,2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會正式移師北京亦創國際會展中心 區位優勢亦創國際會展中心作為北京“中國智造 2025”的長期展示中心,以“會、展、賽、創”有機融合為特色, 已然形成京南最具特色的高端產業國際展示、交流平臺。亦創國際會展中心依托于智能機器人產業新高地——亦創智能機器人創新園,承接著中國目前智能機器人領域規格最高規模最大的國際性行業盛會——世界機器人大會。作為“制造業皇冠上的明珠”,智能機器人已成為世界各國推動工業革命的主力軍,亦創國際會展中心以亦創智能機器人創新園為基礎,打造全球機器人展示 交流中心、技術和產品交易中心,為構建首都高精尖經濟結構提供重要支撐。  全新展館 ,一流設施,發展步伐再上新臺階:   規模再創新高:3大展館及室外80000平米展出面積、500+參展企業、80000人次專業觀眾全新展覽規模,于2020年10月30日至11月1日全新亮相。 多維度打造參展價值——精準配對,高效成交 (1)30+行業媒體曝光、全網營銷覆蓋、煤炭裝備展播平臺現場視頻直播; (2)尊享“全國工業園區、產業集中地路演”、采購商大會等供需配對系列活動參會資格,獨享專屬買家邀約,獲取展前展后精準買家信息 (3)中國煤炭行業的“雙十一”煤機節,聚合營銷、助銷存品!在充分吸收全球創新資源后,2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會以超強展示陣容強勢啟航,共同推動中國煤炭制造業邁上新臺階。永葆初心,全速奔跑; 產業革命的新浪潮   正以前所未有的速度席卷全球   智能采礦技術設備勢不可擋     2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會將依據煤炭智能采礦制造業轉型升級總基調,全面布局煤炭智能采礦業完整產業鏈,匯聚產業上下游及各方優勢,全面升級!眾多國內外領先企業不僅僅展示和推廣單項的技術突破,更多的參展企業將拿出智能采礦的個性化整體解決方案,用更靈活智慧的方式為用戶企業切實創造更大的價值。 2020年10月30日-11月1日 聚焦 北京亦創國際會展中心! 精準配對,高效成交! 2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會京禾展覽(北京)有限公司

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