“神舟”揽月、“蛟龙”下海，是我国取得的重大科技成就。深度超过1000米的地下深部空间，是各类矿藏的“百宝 箱”，同样有着巨大的开发潜 力。日前，由中信重工机械股份有限公司牵头实施的“超深井大型提升装备设计制造及安全运行的基础研究”项目，被科技部批准为国家973计划项目(国家重点 基础研究项目)，中信重工教授级高级工程师邹声勇被聘为国家973计划项目首席科学家，改写了我省没有企业牵头实施国家973计划项目的历史。 将促进我国深部资源开发利用 国家973计划项目，是对国家的发展和科学技术的进步具有全局性和带动性作用、需要国家大力组织和实施的重大基础性研究项目。中信重工的“超深井大型提升装备设计制造及安全运行的基础研究”项目，旨在解决我国在深部资源开发利用战略过程中遇到的技术难题。 广阔的地下深部空间，蕴藏着丰富的矿产资源。以煤炭资源为例，我国煤炭总产量80%以上来自井下开采，目前大多数煤井 都是深度不超过800米的 浅井。然而，我国埋藏深度在1000米至2000米的煤炭资源约占总储量的53%，如果能够加以开发利用，将有效解决我国煤炭人均资源短缺、勘探水平不 高、开采利用率较低的问题。 近年，在煤炭开采中，我国开始了千米深井的建设。此外，“十二五”期间，千万吨级金属矿山的开发和建设也已启动，开采 深度大多超过1200米， 部分超过1800米。然而，随着开采深度的增加，遇到的技术“短板”日益凸显。邹声勇介绍，深度超过1000米的矿井属于超深矿井，其关键装备为超深矿井 大型提升装备。但是，我国还未开展对超深井提升装备的研究，产品设计及制造领域仍是空白，制约了我国深部资源开发利用战略的实施。因此，对超深井提升装备 关键基础技术的研究亟待开展。 项目研发需突破三大技术瓶颈 邹声勇介绍，深部资源开采过程就像电梯运行，是利用钢绳把货物从低处运送到高处的过程。然而，无论是载重量、运输环境，还是运送高度和速度，两者都不在同一层次。 “运行较快的电梯，运行速度也就每秒6米，载重量多在1.5吨左右。但超深矿井提升装备的提升速度要达到每秒18米， 载重量要在数十吨甚至百吨 以上，这就对机械的精密度和稳定度提出了更高的要求。”邹声勇说，在研发过程中，需要解决三大技术难题：如何牵引、如何稳定牵引和如何安全牵引。 首先，井深的增加，需要更长、更粗的钢绳来拉动矿物，这意味着绳重大幅增加，可运输的矿物重量也就相应减少。因此，项目中的一个课题就是研究通过增加钢绳数和牵引点来降低绳重。 此外，为了保证设备投用后能产生经济效益，必须采用高速度和高有效载荷方式牵引，目前我国浅井提升装备的最高提升速度 为每秒14米，而1500 米深井提升装备的理想提升速度应大于每秒18米、终端载荷大于240吨，只有这样才能产生可观效益。高速重载运行时带来的冲击力、振动力巨大，对提升装备 平稳运行带来巨大挑战。 有了基础设计和控制系统，还需要精密的监测系统，确保系统安全运行。“地下几千米的深处，环境远比地上恶劣，如果出现问题不能有效识别和应对，就可能造成生产安全事故，这就需要建立失稳机制与状态识别系统，来确保安全生产。”邹声勇说。 或将打开超百亿元市场 邹声勇介绍，中信重工生产提升装备已有50年的历史，目前在提升机领域的国内市场占有率在80%以上，为我国的矿山机 械行业提供了许多重大关键 设备。该项目经费概算3000万元，其中申请国家资助1500万元，自筹1500万元，项目执行期为5年。在中信重工牵头下，合作单位中南大学、重庆大 学、中国矿业大学将共同承担相关研发任务。 预计经过5年的研发，项目将突破超深矿井大型提升装备重负载、高速度、高运行安全性等关键技术，在超深矿井大型提升装 备设计等方面取得原创性成 果，形成我国自主的超深矿井大型提升装备设计理论，使我国超深矿井大型提升装备技术研究达到国际先进水平。同时，研究成果的转化将使我国具有超深矿井大型 提升装备的设计制造能力，培养一批从事大型提升装备研究、设计与制造的学术带头人、研究骨干和工程技术专家。 邹声勇说，未来3年至5年，我国金属、煤炭矿山将兴建深度超过1000米深井30个，这些工程在5年至8年预计需要超 深矿井大型提升装备60台 套以上，市场规模超过120亿元，将使我国成为超深矿井大型提升装备需求量最大的国家之一。若项目研发成功，不仅将填补我国又一重大科技空白，还有利于中 信重工抢占市场高地，进一步巩固和提升中信重工在矿山机械行业的龙头地位。 | 
