2024年度大事之九丨“首台、首套、首次”竞相涌现 创新引领作用持续凸显！

沈阳设计院自主研制的国产首台套高寒地区轮斗连续采煤成套装备成功实现“一步式”系统组装、一次性通过设备各执行机构试运转，现已顺利进入成套装备联调联试阶段。系统首次实现“自主开采+多机协同+智能决策”的作业模式，系统理论生产能力为每小时3900m3。轮斗挖掘机是连续采煤成套装备的核心装备，该设备的投入使用彻底扭转我国露天矿连续工艺核心装备依赖进口的局面，是我国露天开采领域的国之大器。轮斗挖掘机在国内落地转化后，公司成功签订了乌兹别克斯坦油页岩露天矿6台套轮斗挖掘机设备供货合同，实现国产轮斗挖掘机设备向“一带一路”国家输出。

全球功率最大MG1250/3450-WD采煤机在上海研究院成功下线，该机型再次刷新全球采煤机功率纪录。为满足7m“低采高”工作面的应用需求，MG1250/3450-WD采煤机在3430采煤机基础上降低机面高度590mm，创新性设计了扁平化上部结构，从而解决了入井尺寸超限、工作面过机空间不足、机头尾过渡架干涉等问题，拓展了应用范围，成功获得市场推广。

上海研究院研制的多项首台套超大型智能带式输送机在井工煤矿和露天矿山同期问世。6×3150kW煤矿用主斜井带式输送机在可可盖煤矿试运转成功，打破了国内带式输送机多项纪录，总驱动功率、单机功率和带强均为国内第一，是我国煤矿带式输送机发展的一大里程碑；国内首台超大运量高效扇形移置式带式输送机在太钢袁家村铁矿剥离系统运转成功，运量高达10000t/h，主要用于露天矿砂岩运输，亦可用于其他散状物料的运输，首创新式旋转机尾结构，实现了设备低成本高效移设，移设工期从8天缩短至1天以内，经济效益显著。

重庆研究院研制的国内首套智能化喷浆及综合防尘装备在河南能源陈四楼煤矿和陕煤集团红柳林煤矿成功试用。该装备实现了复杂环境中机器人对预设轨迹的精确跟踪与自主规划避障行走，创新性地提出了微负压粉尘分级净化、涡流控除尘与粉尘浓度精确识别相结合的综合除尘理念，攻克了液压驱动下的喷浆工艺参数精度控制的难题，解决了喷浆工作面产尘量大、产尘点多、粉尘治理困难、粉尘危害严重等问题，同时降低了矿工劳动强度，减少了物料浪费，为构建智能化、无尘化的锚喷工作面提供了坚实保障。

“煤海蛟龙”是由太原研究院自主研发设计的掘支运一体化智能快速掘进系统，其系列化科研成果成功入选工业与信息化部《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）》等。3月，“煤海蛟龙”在淮河能源西部煤电集团再创佳绩突破月进尺1116米,将复杂围岩条件的掘进效率提高至原有的3倍！10月，在柠条塔煤矿，“煤海蛟龙”系列化产品创造了半煤岩巷道最高日进尺43米，月进尺1050米的进尺纪录，为采掘接续提供了有力保障。

唐山研究院自主研制的首套国内最大入料粒级石灰石硬岩分级破碎装备在山西玉竹新材料科技股份有限公司成功投用，标志着唐山研究院在硬岩破碎技术和装备领域取得新突破，树立了国内石灰石破碎成套装备应用新标杆。该装备采用全新设计理念，首次实现了齿辊式分级破碎机替换颚式破碎机用于大粒径硬岩破碎作业，突破了大粒级入料、低速重载、强冲击、低过粉等技术难题，成功研制了三级破碎成套装备，可将1500mm的大块石灰石直接破碎至80mm，处理能力可达1000t/h。

11月21日，天地王坡3号煤层综放工作面首套高端智能化成套装备在银川天地宁夏支护装备有限公司成功发布。本次发布的重型综放工作面成套装备是中国煤科所属二级单位合作攻关，推动解决影响和制约产业发展的共性、关键、核心技术难题的成功案例。整套装备以“智能化+装备”为核心，以液压支架、采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机、远程供液、通信控制等开采装备为载体，通过统一数据规范、设备研发平台、控制中心及信号传输通道，实现了装备的智能协同与融合控制，具有国内外先进水平的自动化功能，可全面提高矿井安全生产保障能力。

由天地融创自主研发的多元燃料锅炉系统首次出口泰国并建成投运，标志着泰国首套多元燃料锅炉系统正式落户。天地融创针对泰国所用煤种高活性、低热值的显著特点，设计并生产适合原锅炉系统的煤粉/生物质粉多元燃料精准供料和燃烧装备，有效解决了原系统点火性能差、运行不稳定问题，大幅改善了工作环境，降低了工人劳动强度，实现了安全、经济、稳定的生产供汽，打造了工业锅炉海外示范新标杆。

针对超前支护区域空间狭窄、装备自动控制困难等问题，开采研究院研制了首套综采工作面端头机器人化“运-支”一体式智能装备。该装备解决了超前巷道内的装备群相互独立、作业工序分散、过度依赖人工的“卡脖子”难题，可使两巷作业人数由3-5人减少至1-2人或无人，两巷超前和工作面装备同步推进，减少等待延误时间10-15min，效率提升10%以上。成套装备在柠条塔煤矿完成了工业性试验后，已在大型煤炭企业成功推广应用，并入选国家矿山安全监察局矿山领域机器人典型应用场景名单，对增强我国高端装备实力、提升能源安全保障能力具有重要意义。

由科工储装设计制造出口的蒙古国首套智能无人化火车快速定量装车站在塔温陶勒盖煤矿物流中心正式启用。该项目是中国煤科在海外实施的第一个智能化装车项目，成功入选第三届“一带一路”能源部长会议分论坛四《能源行业智能化技术创新应用案例》典型案例。三年来，科工储装深度参与中蒙能源合作交流，共签订5套快速定量装车系统合同，为中蒙两国的煤炭贸易往来提供更快、更准、更高效的煤炭装载方案，持续谱写“一带一路”中蒙陆运煤炭装载合作新篇章。

由天玛智控研制的国内最大功率1000kW压裂泵在曹家滩煤矿122104十米超大采高工作面稳定运行一周年，最高压力63MPa最大流量2000L/min，压裂泵累计运行时间1700余小时。该压裂泵通过开发智能控制和监测技术，攻克压裂各阶段流量和压力需求差异化及快速突变的难题，实现设备的远程自动逻辑控制。该工作面采高及压裂小时注水量均为国内之最，压裂泵的高效稳定运行，成功助力国内最大采高工作面顺利完成区域水力压裂施工，赢得客户认可。

天玛智控发布了行业首台特大流量乳化液泵“2000L/min，40MPa乳化液泵站”，通过了北京市发展和改革委员会组织的首台套重大设备鉴定，是目前中国煤矿综采工作面流量最大的乳化液泵站。天玛智控基于在智能供液领域的积累，开创了“一泵替代多泵”超远距离供液的新型供液模式，解决了10米以上千万吨级大采高综采工作面供液、井上或井下超远距离供液等技术难题，推动了煤矿客户高质高效供液和设备的集中管理。

在国家能源集团包头能源有限公司李家壕选煤厂智能化建设项目中，北京华宇基于地磁技术建设的国内首套“磁耘”智能人员定位系统顺利通过验收并交付使用。“磁耘”智能人员定位系统以地磁定位为核心，全国首次采用基于磁耘定位技术的3D人员定位系统，实现定位精度1m以内，为选煤厂复杂环境提供了稳定、高效且抗干扰的全新人员精准定位技术支持，技术成果达到国际领先水平。该系统的成功应用，标志着李家壕选煤厂在行业内率先实现了基于三维可视化模型的人员安全管理全厂覆盖、全员覆盖、全程追踪，为选煤厂智能化建设奠定了坚实的基础。

煤科院联合国能神东煤炭集团承担的“基于5G通信的智能矿山基础平台建设”项目顺利通过终验，标志着行业首例大型煤炭集团智能矿山专网组网模式正式落地。该项目首创了集团中心+矿区业务下沉的大规模专网架构，建设了采矿行业最大规模企业级5G专网，实现了矿用5G与UWB一体化融合系统在上湾矿井全覆盖，实施了基于5G的井下智能车辆管理、智能视频分析、智能顶板监测等应用实践，为煤矿智能化发展提供了宝贵经验。

由沈阳设计院总包的新疆疆纳矿业兴盛露天煤矿智能化建设项目顺利建成并稳定运行，是新疆煤矿智能化建设三年行动期间首座通过智能化矿山建设验收的煤矿，具有里程碑式的意义。该项目有效解决了传统矿山系统繁杂、数据壁垒严重、信息化水平低等问题，通过智能采集、集中管理数据，显著提高了设备操作效率与安全性，使控制更加智能安全、工作更加高效便利，成功实现了“机械化换人、自动化减人、智能化替人”的目标。

西安研究院研制的ZDY15000LD定向钻成套装备和YCSZ煤矿井下钻孔瞬变电磁技术与装备在旬东煤业实现1026米远距离超前水害探测，刷新了最远水害超前探测世界纪录。西安研究院利用已经施工完成的定向长钻孔，使用孔中瞬变电磁技术，对钻孔径向30m、深度超1000m的范围进行探测，最终形成全空间地质异常体的空间立体成像，为巷道安全、长时间掘进提供可靠的技术支撑。

重庆研究院研制的首台GCG500(D)型呼吸性粉尘浓度传感器，在国能榆林能源有限责任公司青龙寺煤矿分公司综采面成功应用，首次实现了国内呼吸性粉尘浓度的在线监测。针对呼吸性粉尘无法连续分离的世界性难题和监测精度较低等问题，项目团队开展了呼吸性粉尘虚拟冲击分离方法、光散射法和电荷感应法相融合的宽量程、高精度监测方法研究，实现了对煤矿工作面呼吸性粉尘浓度的连续监测，成为国内尘肺病监测预警的最新成果，为煤矿企业迈向安全健康生产的新高度提供了坚强支撑。

重庆研究院研发的AI智能辅助监察系统，在淮河能源控股集团谢桥、张集煤矿成功通过验收。该系统在全国首次实现井下违章行为自动抓拍与人员匹配。系统采用云—边—端视频分析架构，整合高清摄像、智能计算等设备，构建了智能化识别平台；突破井下隐患目标快速检测、轨迹跟踪、三维测量等关键技术，实现了新场景模型小样本训练，对井下环境、设备、人员违章等精准识别、预警联动。系统接入300路视频，部署24种算法，识别准确率超过95%，推动矿山安全监管向远程、智能、可视化及“互联网＋监管”转变，提升了重大灾害风险防控能力。

重庆研究院研发的国内首套基于统一数字底座的数智化监控预警平台，在国家能源乌海能源有限责任公司和宁夏煤业麦垛山煤矿成功运用。项目攻克了“透明地质——监测预警——模拟仿真——协同处置”数据链构建技术，形成了基于统一时空坐标的数字底座；以致因机理与大数据相结合的模式，构建了水、火、矿压等灾害预警指标与模型；以空间和业务两条主线，研发了具备透明地质、安全监测、灾害预警、智能通风、模拟仿真、避灾规划、协同控制等功能为一体的安全智能管控平台，创新性形成了数字化防灾新途径，推动煤矿井下作业朝着更高效、安全、智能方向迈进。

唐山研究院所属大方公司自主研发的“矿山透明管网监测系统”成功入选《2024年度河北省重点领域首台（套）重大技术装备产品名录》，这标志着唐山研究院在精密仪器仪表领域取得了突破性进展。该系统利用数字孪生与深度学习技术，实现对煤矿井下管网的全生命周期监测，能够有效帮助煤矿企业实现科学用水，优化用水管理模式，保证管网稳定运行。目前，该系统已广泛应用于陕煤集团、山西焦煤集团、晋能控股集团等大型煤矿企业，为促进煤矿智能化建设以及现代煤矿安全监测系统集成发展贡献了力量。

在第19届新疆国际煤炭工业博览会上，常州研究院隆重发布“矿用本安型综合承载网”。该网络采用切片和高精度时钟同步技术，精度可达亚微秒级；10GE级全本安设计，解决防爆、功耗、散热等问题，统一承载5G、视频监控、生产控制等网络，有线无线、宽带窄带一网接入，避免网络重复建设；三重逃生路线，路径倒换时间50ms，保障环网永久在线，实现多业务安全隔离。结合50/100GE隔爆型网络组合，可满足大中小型矿井差异化要求，大幅降低建设和维护成本，目前已在10余个矿井投入使用。

常州研究院研制国内首台32线机械式矿用本安型激光雷达传感器专为矿井高精度测量研发，32线图像级超高分辨率设计，50米超长测距，360°无死角感知，外壳与机芯一体化封装，散热性能优越，适应强振动环境，单路本安电源供电，更加灵活易用，广泛应用于自动驾驶、机器人导航和无人机测绘等场景，为井下3D建模、SLAM定位等研究提供高效、精确的环境感知解决方案。

11月15日，由天玛智控设计的5G inside液压支架电液控制系统在老石旦煤矿顺利通过验收。该系统为行业首套5G通信液压支架控制系统，并首创了5G+OpenVPN融合通信智能矿山控制系统，攻克了多机控制系统在5G专网中无法组播和广播的技术难点，实现了分布式终端的同步响应与5G高效联控。通过将5G技术与煤矿设备深度融合应用，工效从1200t/工提升至2000t/工，大幅度提升工作面的生产效率和安全效益，提高了控制系统的可靠性以及智能化程度。

天玛智控研发了基于配置程序化构建虚拟场景的行业内首套超长工作面数字孪生系统。该系统集成自主研发的等比例高精度三维建模与虚拟场景自动构建技术，涵盖工作面智能开采装备、两巷运输支护及供液系统，孪生模型覆盖率达90%以上，通过设备运动学机理模型驱动，实现实时数据精准孪生映射，为客户提供地面远程可视化远程开采三维监测渠道。该系统已成功应用于陕煤小保当、神东上湾等十余处煤矿，助力煤矿远程智能开采。

天玛智控智能规划放煤控制系统采用智能综放工艺驱动引擎作为支架群跟机调度决策核心，实现支架群的高效协同控制，自动完成移架、推溜和放煤等任务，支架跟机自动化率超过90%，放煤自动化率超过85%。智能放煤系统的成功应用，使得自动化率超过85%，放煤控制响应时间小于100ms，达到了同类技术的领先水平。

由北京华宇设计施工总承包的华能集团核桃峪煤矿井下降温系统顺利投入使用，该系统为西北最深井下降温系统。核桃峪煤矿采用地面集中降温方式，冷冻水高压管通过钻孔送入井下，钻孔深度975m，降温系统制冷规模9MW。该系统采用两级制冷工艺：第一级制冷机组将18℃水降至8℃，第二级制冷机组将8℃冷水进一步降至3℃，实现工作面温度由36℃降至26℃，降温效果显著，极大改善了井下工人工作环境，为煤矿安全高效生产提供了坚实的保障。

由北京华宇代建的全国第七条、江西省首条矿山法施工的水下隧道——赣州蓉江隧道顺利贯通。赣州蓉江隧道工程是江西省和赣州市重点建设民生项目，其难度在于隧道覆岩厚度薄、隧道围岩级别差、全线净距小。北京华宇攻破水下隧道最小覆岩厚度、江底掘进施工难度大、砂岩易软化崩解、水下防汛风险大等多项难关，并把安全质量放在首位，为隧道顺利贯通提供了强大的技术支持和保障。

煤科院自主研发的含酚废水减量化示范装置在内蒙古永和氟化工厂区完成工业性试验，并实现连续稳定运行。该装置为国内首台含酚废水减量化排放固定床气化升级改造装置，自运行以来，含酚废水排放减量90%，处理成本降低50%以上，解决了固定床气化酚水处理难、处理贵的难题，不仅为企业提供了低成本、高成效的酚水处理技术，而且为国内分布式工业燃气用户提供了绿色转型路径。

沈阳设计院承担的哈尔乌素露天煤矿采空区治理一期工程充分利用当地资源，国内首例采用露天矿剥离碎石、黄土膏体作为材料对采空区进行治理，降低工程成本的同时，实现了环保。在施工工艺上，国内首创骨料干充工艺，提高了作业效率和安全性。通过精细化探测手段，有效确定采空区的空间分布特征，采用无人机测绘和智能监测系统，实时监测采空区稳定性，保障工程安全进行。通过高质量充填治理，为露天开采提供了更加安全稳定的开采环境，煤炭资源回收率与固废综合利用率进一步提高。

在国家能源集团胜利一号露天煤矿生产系统优化EPC总承包项目中，沈阳设计院攻克了在高寒地区露天煤矿60米深回填土，且回填时间不足半年的复杂地质条件下建设三座千万吨级破碎站的技术难点，并设计了12米超大跨度钢制波纹管涵，解决了三套生产系统与露天矿卡车运输道路交叉问题，采用短距离空间转弯带式输送机和头部伸缩设计，减少2座转载站和4条带式输送机，简化系统、减人增效、降低工程投资、提高系统可靠性，是集多项创新为一体的典型工程实践。

由武汉设计院开展的《新街台格庙矿区煤-气资源协同开采理论与技术评价》课题顺利完成验收，为煤炭与天然气的协同开发提供了详细的理论支撑、技术方法和专项方案。该课题分析了不同天然气开发井型下的剖面空间关系，构建了可满足煤-气重叠区整体开发要求的天然气开发走廊体系。这是我国首次深入煤炭与天然气协同开发“无人区”，填补了国内整装煤田煤炭与天然气协同开采领域的空白。

重庆设计院积极推进全国首个二氧化碳捕集、驱气与埋存技术（CCUS-EGR）环评项目——西南卧龙河气田茅口组气藏CCUS-EGR先导试验地面工程环评项目。该项目的环评工作为油气开发企业地下碳封存提供关键性技术支撑，探索了天然气开采行业的低碳发展路径，有效应对气候变化挑战，助力实现“双碳”目标。

重庆研究院国内首次通过水下爆炸复合技术，成功完成了6㎡的601（厚度2mm）+310S（厚度4mm）复合耐热钢板的工业化试生产。该技术利用水作为传播介质，通过炸药产生的爆轰能量对复板进行加速，使其高速撞击基板，实现两板结合。相比传统的空气中爆炸复合技术，水下爆炸复合技术在薄板复合上具有显著优势，能实现的最薄复合厚度达到0.1mm，且过程更为稳定可靠，同时还大幅降低了噪声与污染物排放。该技术推动了爆炸复合材料在化工、电子等行业的应用。

2024年1月，国家工业和信息化部公布了2023年度绿色制造名单，太原研究院（山西天地煤机）顺利通过国家级“绿色工厂”评定，也标志着太原研究院在绿色制造体系建设方面取得了长足进展。太原研究院坚持贯彻绿色发展理念、深入实施国家“双碳”战略，持续强化节能降耗管理的规范化、长效化，推进生产、生活节能的精细化，坚定践行绿色、低碳、可持续高质量发展理念。

唐山研究院承建的新疆邢美矿业塔什店一号矿井选煤厂EPC总包项目顺利通过竣工验收，标志着国内首套重介低密度洗选超低灰精煤与硅精煤生产系统成功投用，破解了重介洗选硅精煤和低密度稳定运行等关键技术，打造了超低灰精煤高效大规模工业化生产新标杆。该项目作为河北省支援新疆建设的重点项目，建成了高效智能绿色选煤厂示范工程，能够洗选焦煤、超低灰精煤和硅精煤等多种稀缺产品，创造了显著经济效益和社会效益，是唐山研究院积极落实党中央、国务院产业兴疆政策以及集团公司科技产业兴疆工作方案，深入推进区域化发展取得的丰硕成果。

杭州研究院联合同济大学研发了煤化工污泥绿色高效原位减量处置关键技术装备，是行业内首套基于热水解耦合催化湿式氧化技术打造的煤化工污泥资源化处理装备。攻克了连续运行的瓶颈，能够自动化、智能化全天候运行，实现了出料污泥含水率低于30%的突破，成功构建了绿色高效、低碳减排的污泥减量化、无害化和资源化的创新技术体系和模式，填补了该领域高效绿色处理技术的空白，为煤化工行业的绿色健康与可持续发展提供了强有力的技术与装备支撑。

杭州研究院牵头的矿井水零排放EPC总承包项目《枣矿集团田陈煤矿矿井水集中处理及综合利用项目》正在紧锣密鼓施工建设。该项目建设规模为10000m³/d，主要采用“调节池+预处理+三级反渗透膜浓缩+蒸发结晶”工艺以达到矿井水零排放的目的，主要包括新建矿井水集中处理站、矿井水利用工程及其配套设施。这是杭州研究院首次牵头的亿元级EPC+O项目，标志着杭州研究院在大规模矿井水处理项目方面的承接能力有了突破式提升。

开采研究院依托国家重大科研仪器研制项目“煤矿巷道断层滑移型冲击地压模拟试验系统”，研制了国际首套煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统。该系统具备三向多面加载能力，采用密集油缸群加载，最大加载应力为20 MPa，能够模拟不同应力条件、不同断层类型、不同岩层组合、不同工程结构等复杂条件煤矿巷道断层滑移型冲击地压，还原再现“断层滑移产生震动波—震动波传播—震动波诱发巷道冲击破坏”断层滑移型冲击地压发生全过程，为系统揭示煤矿巷道断层滑移型冲击地压发生机理、建立灾害预警防控体系提供了具有我国自主知识产权的重大科学仪器和公共研究平台。

北京中煤承建的梅州抽水蓄能电站二期工程2#排风竖井顺利贯通。梅蓄2#排风竖井直径4.0m，深度435m，穿越岩层岩石抗压强度最大超过180MPa，采用定向+反井钻井技术一次成井,是国内首条4.0m超硬岩深大竖井反井工程，在定向导孔过程中应用了“定向钻+磁对接技术”，融合了随钻测斜纠偏系统、磁盘定点导向系统的优势，攻克了水电系统长竖井定向导孔偏斜精度难题，项目的顺利实施将水电行业全机械破岩一次成井技术推向新高度。

北京中煤承建的广东肇庆浪江抽水蓄能电站反井工程引水主洞竖井顺利贯通，这是水电行业首条井深超450m、岩石抗压强度最大超200MPa的深大竖井反井工程。项目采用自主研发的BMC600型反井钻机一次扩孔成井完成施工，刷新了水电行业反井钻机一次成井深度及岩石强度的记录。在反井扩孔过程中应用超硬岩滚刀，充分发挥了反井钻机高破岩效率优势，最高日进尺达12m。项目的成功实施对反井钻机一次成型施工技术在水电行业中的推广应用具有突破性的示范意义。