山西省重点实验室巡礼：煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室

  科技决定山西未来发展，创新引领三晋转变发展方式与经济转型。作为科学技术创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高水平发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴起的产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。

  为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展的策略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科学技术创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。

  作为能源大省，近年来，山西围绕煤炭绿色安全开采、清洁高效利用等技术难题开展了一系列研究，创新成果在省内乃至全国开花结果。煤矿综掘与短壁开采装备是实现煤矿工作面综合机械化掘进、薄煤层开采和边角煤回收的必要条件。

  煤矿综掘与短壁开采装备山西省重点实验室（以下简称“实验室”）是依托中国煤炭科工集团太原研究院有限公司建设的科学技术创新平台。实验室面向世界科学技术前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，以自身高新化、数字化发展赋能链内企业，推动产业建圈强链，赋能高质量发展，推进煤炭产业安全、绿色、低碳、高效、可持续发展，提升煤矿掘进、辅助运输及短壁开采智能化水平，进一步助推山西省实体经济振兴发展，以及构建具有国际竞争力的高端煤机装备产业体系！

  目前，我国综掘与短壁开采装备的研发和生产能力已得到了较大的提升，国产综掘与短壁装备在性能和质量上已经逐步接近或达到了国际先进水平。

  实验室在煤岩截割破碎理论与技术、受限空间粉尘抑制技术、安全高效综掘技术与装备、短壁绿色开采技术及成套装备等4个技术方向开展“卡点”和“堵点”关键核心技术攻关。“在国内首次完成了智能快速掘进成套系统、短壁机械化开采成套装备等关键核心研发技术和产业化应用，有力推动了煤炭行业技术进步和创新发展。”据实验室主任、中国煤炭科工集团有限公司总工程师张彦禄介绍，实验室围绕关键核心技术开展产学研联合攻关，加强与高校、科研院所、先进企业的合作，充分的利用专业科研与实验平台，形成“产、学、研、用”一体化创新机制，充分的发挥在综掘与短壁开采装备领域头雁引领和主导优势，深度对接市场，打造核心优势，加强技术革新，深入开展煤机装备数字化智能化绿色化探索，打造高品质的产品、特色产品、名牌产品。

  实验室共承担省部级项目5项，其中山西省重点研发计划2项，广东省重点领域研发计划1项，山西省留学人员资助项目2项。山西省重点研发计划“煤矿一体化钻锚机器人研制”等项目按计划正常进行。2022年，7项科研成果通过中国煤炭学会鉴定，1项达到国际领先水平，6项达到国际领先水平。2022年，实验室共获得各种奖项12项；授权发明专利62项；在国内外核心刊物上发表科技论文6篇，其中3篇EI收录。

  2022年，在原有实验设施基础上，实验室承担了国家发改委“矿用胶轮运输装备安全准入分析验证实验室”“矿山掘进装备安全准入分析验证实验室”两个实验室投资项目，已完成投资6800万元，总投资预计2023年底达到2.02亿元，同时承担了“煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室”太原分实验室建设。“这将逐步提升实验室的检验测试能力和范围，开辟科研与检测检验融合发展的新型高质量科学技术创新道路。”张彦禄说。

  走进实验室的快速掘进研制车间，呈现在眼前的是一个个超大“工程车”——有的是掘锚一体机，有的是锚杆转载机，有的是连续运输系统，有的是协同控制平台……

  巷道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%，我国每年新掘巷道13000千米，相当于地球的直径，工程量位居世界第一。为解决综合机械化巷道掘进中掘进、支护、运输无法平行作业、用人多、作业环境差、存在安全风险隐患等问题，实验室研发攻关了先进的掘进技术。

  “以EJM340/4-2掘锚一体机为龙头，实验室主持研制成功世界首套掘支运一体化快速掘进成套装备，创造了大断面单巷掘进月进尺3088米世界纪录，2022年被国务院国资委冠以‘煤海蛟龙’，入选十八大以来国资央企30项重大创新成果，标记为‘坐标中国’之‘中国速度’，并被认定为2022年央企十大国之重器。”张彦禄向记者介绍，“煤海蛟龙”实现了煤矿巷道掘支运一体化快速掘进。这条“蛟龙”的横空出世，有效地解决了我国煤矿掘进技术发展滞后、采掘失衡、工序分散、自动化水平低等突出问题。

  实验室深入贯彻“开放、流动、联合、竞争”宗旨，研发团队不断进行掘进工艺和系统的特色创新，成功迭代出四代快掘系统，可靠性、安全性和智能化程度进一步得到提升，系统适合使用的范围从稳定围岩条件拓展到中等稳定围岩及复杂围岩地质条件，各项纪录不断被刷新。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，达到煤矿平均掘进速度的10倍以上；2022年3月，创造复杂围岩条件下新纪录，月最高进尺856米，掘进效率提高1.5倍；2022年5月，创造中等稳定围岩条件下新纪录，月最高进尺2086米，掘进效率提高3倍，被矿方客户誉为“智能化掘进样板”。

  “‘煤海蛟龙’掘支运一体化快速掘进系统，不仅可解决掘进、支护、运输不能平行作业的世界级难题，煤矿掘进工作效率还能提高2—3倍，人员同时减少2/3。”张彦禄自豪地说到。目前，“煤海蛟龙”已销售近100套。未来，“煤海蛟龙”4.0版将进一步拓展市场，向非煤矿山领域迈进。

  为了让公众了解科学的发展动态，实验室在进行科学研究的同时，还积极向公众进行了相关的科学知识普及。2022年，实验室参加了省科技厅及其它厅局举办的科技开放活动，积极发挥重点实验室在科学知识普及与科学创新中的支撑作用，充分展示重点实验室建设发展成就，以创新强国为核心，展示科学技术创新对国家经济社会持续健康发展的重要支撑作用。2022年，实验室设立开放式课题1项（“煤矿双工作臂锚杆支护机器人研制”），接待参观人员47人；开放设备210台套，开放服务次数1126次。

  （▲实验室与中国业大学，山东科技大学，太原科技大学开展学术交流与开放课题合作）

  党的二十大报告强调，科学技术创新要“以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性、引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战……加强基础研究，突出原创，鼓励自由探索”。未来，实验室将继续深入贯彻党的二十大精神，开展高效岩石破碎机理研究、湿式粉尘抑制机理研究、综掘设备可靠性技术探讨研究、煤矿充填开采技术探讨研究等，同时也将通过分享市场、分工协作、技术扩散等方式，引领省内其他中小企业融入产业链分工体系，共建产业生态，加快综掘与短壁开采装备向智能化、无人化推进，共建世界一流实验室和企业，“领跑”煤机装备行业。