刊登于2017年11月20日中國煤炭報4版

——西安煤礦機械有限公司科技創(chuàng)新工作紀實

●本報記者 孫楓凱    通訊員 蔡彥軍

 11月16日，陜煤集團西安重裝西安煤礦機械有限公司制造的國產(chǎn)首臺（套）高性能8米大采高采煤機通過出廠評審，將赴神華神東公司補連塔煤礦井下試用。此前，西安煤機公司制造的國產(chǎn)首臺（套）高性能7米大采高采煤機已在神東公司大柳塔煤礦井下試用成功。“兩臺采煤機，開辟新天地，成了我國進口采煤機國產(chǎn)化替代，實現(xiàn)高端采煤機國產(chǎn)化的代表。”西安煤機公司總經(jīng)理楊會武說。

 煤礦的需求就是企業(yè)的責任

 西安煤機公司走的這條進口采煤機國產(chǎn)化替代的路子，源于神東公司的迫切需求。

 神東公司的煤礦大部分都是千萬噸級安全高效礦井，對煤機檢修標準要求較高，而國產(chǎn)采煤機在質(zhì)量、性能、可靠性等方面，達不到神東公司的要求，存在故障率高、檢修時間長、耽誤生產(chǎn)等問題。所以，神東公司的煤礦自投產(chǎn)以來一直都使用進口采煤機。就全國而言，90%的煤礦用的是國產(chǎn)采煤機，10%的煤礦用的是進口采煤機。

西安煤機公司總工程師趙友軍介紹，進口采煤機比國產(chǎn)采煤機的售價要高一倍多。購買進口采煤機時，要預(yù)先付款，采購大量配件做庫存。配件的種類很多，在使用采煤機時，有的配件壞，有的配件不壞，造成配件大量積壓，而這些配件都有使用期限，過期報廢，浪費嚴重。

“長期以來，國內(nèi)煤炭企業(yè)關(guān)鍵性采煤設(shè)備都依賴進口，這直接導致了采購成本的增加，特別是在當前國內(nèi)煤炭需求放緩的情況下，加快推進高端采煤機國產(chǎn)化步伐勢在必行。”在雙方戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式上，時任神東公司董事長的張子飛說。

作為一個有著60多年歷史，與共和國一同成長起來的煤炭裝備制造“國家隊”，早在1983年，西安煤機公司就研發(fā)了我國首臺大功率無鏈牽引雙滾筒MAX-300型采煤機。

近年來，西安煤機公司始終將科技創(chuàng)新作為企業(yè)發(fā)展的核心動力，以“全力打造中國采煤機領(lǐng)軍品牌及建設(shè)具有國際競爭力的一流煤機裝備制造企業(yè)”為目標，目前已經(jīng)是國內(nèi)采煤機出口數(shù)量最多的企業(yè)。

西安煤機公司先后獲得國家級、省部級科學技術(shù)獎勵20多項，擁有國家授權(quán)專利百余項。國家能源煤礦采掘機械裝備研發(fā)（實驗）中心采煤機中心就落戶在西安煤機公司。

西安煤機公司輝煌的歷史和實力贏得了神東公司的信任。神東公司選擇西安煤機公司，共同實施進口采煤機國產(chǎn)化替代產(chǎn)品的研制。

 進口采煤機國產(chǎn)化，立項于2011年，2012年正式啟動。

 啟動后，他們從進口采煤機維修開始，從易損件、小零件到大部件制造，一步步做，2016年開始做進口采煤機整機替代制造，歷盡了艱辛，取得了突出的成果。

 零部件先行，大殼體突破

 2012年，該公司開始著手進口采煤機市場調(diào)研和技術(shù)資料儲備，通過對神東、神南、平朔、淮南等煤礦現(xiàn)場考察，組織對各進口機型采煤機關(guān)鍵技術(shù)及材料進行對標，與科研院校開展合作。

 西安煤機公司通過改良殼體材料、鑄造工藝及熱處理，提高了殼體、齒輪等關(guān)鍵件材料的綜合力學性能。該公司現(xiàn)代化工業(yè)園高精尖設(shè)備的投用，使得殼體、齒輪等零件的尺寸精度、形位公差、粗糙度以及熱處理性能得到全面提升，從而提高了采煤機內(nèi)在質(zhì)量，確保了零部件使用過程中對強度、韌性、耐磨性等力學性能的要求，大大提高了采煤機的可靠性。近年來，他們研發(fā)的齒軌輪、導向滑靴、行走箱、搖臂等國產(chǎn)化零部件乃至整機先后投入使用，技術(shù)性能指標已接近或部分達到進口產(chǎn)品水平。

 采煤機殼體的國產(chǎn)化至關(guān)重要。國產(chǎn)采煤機鑄造大殼體不耐磨，強度不夠。為了解決這個問題，西安煤機公司與神東公司一起，在全國進行相關(guān)材料的調(diào)研，最終選定了國內(nèi)一家企業(yè)，通過對進口殼體化驗、多方分析、多次進行成分調(diào)整、工藝方法探索，于2014年共同研究開發(fā)出了高端鑄造殼體。原來的殼體強度硬度低，現(xiàn)在的殼體強度硬度都較之前大幅提升。該殼體于2015年在神東公司試用，性能達到或超過進口機組對應(yīng)部件的性能。

  殼體強度增加后，西安煤機公司又開始在殼體加工上想辦法，在刀具上進行優(yōu)化。他們找到適應(yīng)材料的對應(yīng)刀具，制定了專門的工藝方法，定制了專門的刀具、工裝，攻克了諸多技術(shù)難題。為了加工殼體，西安煤機公司專門進口了5臺德國制造的鏜銑加工設(shè)備，花費6000多萬元。

  為了解決國產(chǎn)齒輪可靠性差、不耐磨、壽命短的問題，西安煤機公司技術(shù)人員對標進口設(shè)備，進行金相組織分析、機械性能分析，制定了國產(chǎn)化的工藝方法，攻克了行走箱齒軌輪深層滲碳工藝，調(diào)整優(yōu)化了高端齒輪件的有效硬化層深度，延長了齒輪件的使用壽命。他們對所有齒輪件在滲碳、淬火、氮化后的硬度進行100%的檢驗。對淬火后齒輪除了檢驗齒頂和齒面硬度外，還增加了磨齒后的齒面硬度檢驗工序，硬度不合格堅決不用。

  部分齒輪零件由于加工余量較大引起切削應(yīng)力增大，導致齒輪在滲碳淬火后變形較大。為了解決這一問題，技術(shù)人員對此類零件在粗加工后增加了相應(yīng)工序，減少了熱處理后工件的變形量。

 牽引部二軸軸齒輪，在使用過程中出現(xiàn)了斷齒現(xiàn)象。剛開始，他們判斷屬于彎曲疲勞斷裂，疲勞源在齒根部位。隨著進一步的解剖分析，他們發(fā)現(xiàn)該齒輪的齒橫截面熱投入深度未達到齒芯部，齒芯部硬度較低，沒有達到圖紙要求的芯部硬度要求，疲勞強度不足，斷齒屬于彎曲疲勞失效斷裂。為此，針對該模數(shù)的齒輪，工藝人員、操作人員和檢驗人員連續(xù)進行了7組對比試驗和解剖分析，從而滿足了齒輪疲勞強度的技術(shù)要求，保障了采煤機的正常運行。

 為解決齒輪的磨齒精度問題，該公司引進了5臺德國生產(chǎn)的數(shù)控成型磨齒機，與進口產(chǎn)品一對一互換，達到了進口性能。該設(shè)備在神東公司煤礦的過煤量，達到了估計指標要求。

 為了保證采煤機在使用中更穩(wěn)定、可靠，西安煤機公司購買了專業(yè)的設(shè)計和分析軟件，對整機進行受力分析、穩(wěn)定性分析，解決運行過程中受力不均衡的問題。

 他們研制的大功率采煤機高強度部件，實現(xiàn)了搖臂、行走箱與進口采煤機的部件整組互換和單件互換，在陜煤集團神木檸條塔礦業(yè)公司進行了工業(yè)性試驗，性能穩(wěn)定、效果良好。

 “高端采煤機國產(chǎn)化，是振興民族工業(yè)的必由之路，也是煤炭企業(yè)的迫切需求。我們通過對標、學習、借鑒、研究進口采煤機，在消化吸收的基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新，突破關(guān)鍵技術(shù)，在進口采煤機國產(chǎn)化替代方面取得了重大進步，實現(xiàn)了同類型進口采煤機國產(chǎn)化。目前，設(shè)計、工藝、加工制造、質(zhì)量管控等都具備了打造高端產(chǎn)品的能力。”西安煤機公司總工程師趙友軍說。

  整機下井使用成功

  隨著采煤機國產(chǎn)化部件的成熟，2016年9月，西安煤機公司迎來了“神東公司6.3米升級7米采煤機項目”，負責整機改造及搖臂、牽引部、破碎機構(gòu)、行走箱、調(diào)高油缸、支撐腿、三腳架等零部件的設(shè)計制造。該公司依靠自身技術(shù)研發(fā)能力和雄厚的機械加工實力，按照“高標準、高起點、高質(zhì)量”的方針，完善質(zhì)量管理、嚴格落實生產(chǎn)進度，確保該項目有序推進。2017年4月1日，該項目完成了出廠驗收。

  2017年5月1日，西安煤機公司供神東公司的6.3米升級7米采煤機正式在大柳塔煤礦52301工作面使用。5月，試采；6月，作為主采面，單班最高割煤12刀，圓班最高割煤記錄24刀，最高月產(chǎn)108.6萬噸，平均日產(chǎn)3.62萬噸，最高日產(chǎn)4.5萬噸。該采煤機已具備連續(xù)月生產(chǎn)100萬噸以上，年生產(chǎn)1200萬噸以上的能力。

  事實證明，該采煤機溫度低、噪音小、空載電流小、運行穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品各項性能指標達到或超過進口同類產(chǎn)品。該采煤機作為國內(nèi)國產(chǎn)化升級整機首次在安全高效礦井使用，運轉(zhuǎn)狀況良好，達到進口采煤機開采效率水平。

  面對國內(nèi)各主要煤炭生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求，西安煤機公司率先達到了整機替代進口采煤機的水平，解決了進口采煤機整機及配件供貨周期長、購置成本高等問題。

  與此同時，該公司研制生產(chǎn)的國產(chǎn)化替代產(chǎn)品MG1000/2550-GWD型采煤機、MG620/1660-WD型采煤機、MG500/1200-AWD型采煤機，整機技術(shù)性能及可靠性已達到國際先進水平，可替代同類型的進口采煤機。

 自動化助推智能化采煤

2012年2月，西安煤機公司“采煤機自動截割技術(shù)研究與應(yīng)用”在山西大同唐山溝煤礦完成了工業(yè)性試驗。

之后，該公司在原有技術(shù)基礎(chǔ)上先后攻克并完善自動化采煤機的五大核心技術(shù)：位置定位、姿態(tài)定位、遠程監(jiān)測與控制、22象限自動截割、自動化系統(tǒng)接口。

2013年，經(jīng)過優(yōu)化改進的自動割煤技術(shù)應(yīng)用于陜煤集團黃陵礦業(yè)公司一號煤礦，效果顯著。

為了攻克上述五大技術(shù)，西安煤機公司的研發(fā)工程師深入一線，從設(shè)備安裝到調(diào)試，再到現(xiàn)場應(yīng)用，親力親為。

在神華寧煤梅花井煤礦，為了精確采集位置定位和姿態(tài)定位的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)、驗證傳感器在使用過程中的可靠性，研發(fā)工程師和礦工同時入井、同時升井，和采煤機操作工一塊割煤。

在黃陵礦業(yè)公司一號煤礦，為了滿足礦方割煤工藝的要求，研發(fā)工程師經(jīng)常下井查看，將采煤過程的所有可能性都通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)，即通過菜單管理，可根據(jù)不同采煤工藝要求，自由組合。

截至2017年，西安煤機公司自動化采煤機已售出30多臺。

2017年4月28日，西安煤機公司參與開發(fā)的“中厚煤層國產(chǎn)綜采裝備智能化無人開采技術(shù)研究與應(yīng)用”項目，獲陜西省科學技術(shù)一等獎。

錘煉隊伍，獎勵創(chuàng)新

  西安煤機公司大的科研項目，主要由“80后”年輕人承擔。為了培養(yǎng)年輕的科研人員，2017年4月，西安煤機公司出臺了《研發(fā)工藝技術(shù)人員下基層鍛煉實施辦法》，讓他們以工人的身份去現(xiàn)場鍛煉。

 《辦法》規(guī)定，研發(fā)工藝技術(shù)人員在基層單位要結(jié)合產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、工藝設(shè)計，接受全面鍛煉。原則上，研發(fā)技術(shù)人員在基層鍛煉時間不得少于一年半，其中在售后服務(wù)部鍛煉時間不得少于一年，在生產(chǎn)分公司不得少于半年。工藝技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場鍛煉時間不得少于一年。

  到基層鍛煉的研發(fā)工藝技術(shù)人員要“帶著問題去，帶著方案回”，帶項目帶課題深入現(xiàn)場研究。他們實行導師制，由專業(yè)技術(shù)人員進行“一對一”指導。研發(fā)工藝技術(shù)人員基層鍛煉期滿，由本人寫出實踐報告，基層單位簽署意見，人力資源部組織考核?？己撕细窈?，擇優(yōu)回原單位工作。

  為了提高職工素質(zhì)，今年以來，西安煤機公司共實施職工培訓33項，702人次參加了培訓。

  2017年，該公司還建立了技術(shù)人員晉升通道，制定了《技術(shù)成果激勵辦法（試行）》，針對新產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)改進、技術(shù)革新實用性項目、純研究類項目等采取多種激勵方式，對項目成果收益進行分紅，激發(fā)了科研人員的創(chuàng)新熱情。

  西安煤機公司一直以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動力，近年來科技投入一直占主營業(yè)務(wù)收入的4%以上。

 “經(jīng)過半年多的井下工業(yè)性試驗應(yīng)用，7米大采高采煤機已經(jīng)在神東公司成功使用，我們對8米大采高采煤機充滿了信心。但是我們 仍然會認真對待，不能有絲毫自滿情緒，真正檢驗還要看井下的使用效果。”趙友軍說。

“未來，西安煤機公司將以黨的十九大精神為引領(lǐng)，以科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新為驅(qū)動，依托一流的裝備、先進的技術(shù)，最大限度地實現(xiàn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化。”楊會武說。