記者近日走進內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市，深入礦區(qū)、實驗室、生產(chǎn)車間，與企業(yè)家、科學家、技術(shù)工人面對面交流，探尋當?shù)厝绾瓮ㄟ^技術(shù)突破、裝備賦能、產(chǎn)品創(chuàng)新等途徑，實現(xiàn)煤炭重工“輕裝上陣”，推動現(xiàn)代煤化工邁上高質(zhì)量發(fā)展之路。

技術(shù)革命破解開采難題

有“暖城”之稱的鄂爾多斯，是我國大型現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)基地，擁有320座煤礦，其中173座井工煤礦和147座露天煤礦，煤炭已探明儲量約占全國的1/6，年產(chǎn)銷煤炭8.5億噸。

鄂爾多斯的許多煤層埋深超1000米，在現(xiàn)有技術(shù)條件下直接開采，面臨高地應(yīng)力、高瓦斯災(zāi)害等諸多難題，制約了開采進程。

在中國礦業(yè)大學(北京)內(nèi)蒙古研究院，一項深部煤制氣與碳封存技術(shù)的創(chuàng)新突破，有望有效緩解“富煤”和“氣不足”之間的矛盾。該項目團隊負責人、高級工程師劉剛介紹說，“該技術(shù)是對傳統(tǒng)物理采煤技術(shù)的重要補充，已進入技術(shù)示范階段，未來有望在深層煤炭較多的鄂爾多斯市烏審旗率先推廣應(yīng)用，這對于煤炭資源低碳清潔高效利用具有重要意義。”

對于露天煤礦而言，爆破技術(shù)十分關(guān)鍵。位于鄂爾多斯市準格爾旗的國能準能集團黑岱溝露天煤礦，煤炭資源儲量豐富，產(chǎn)煤含硫量極低、燃燒值很高，煤層厚度近30米，是一座“寶藏”級煤田。如何剝離掉煤層上部覆蓋的約150米厚的黃土和巖石層，是首要難題。記者在調(diào)研中了解到，該煤礦采取的高臺階拋擲爆破技術(shù)，可將下部40米厚的巖石層與煤層分開，相關(guān)技術(shù)填補了國內(nèi)拋擲爆破技術(shù)空白，榮獲國家科技進步獎二等獎。

智慧裝備賦能提質(zhì)增效

在黑岱溝露天煤礦，一輛輛“無人駕駛礦卡”運煤車在層層疊疊的“黑煤山”中穿梭作業(yè)。該礦智能化建設(shè)管理中心現(xiàn)場技術(shù)主管曲博介紹說，截至今年5月底，礦區(qū)累計完成47臺卡車的無人駕駛改造，無人駕駛累計拉運2711.8小時、運輸2.57萬車次、完成剝離量261.5萬立方米，運輸里程達12.4萬公里，綜合效率達到人工作業(yè)的85%。

位于鄂爾多斯市烏審旗的伊化礦業(yè)資源有限責任公司成立多個創(chuàng)新工作室進行智能化建設(shè)。“工作室自2018年成立以來，累計完成創(chuàng)新成果50余項，獲得國家發(fā)明專利6項，創(chuàng)造經(jīng)濟效益4000余萬元，采礦作業(yè)的安全性和效率顯著提升。”掘錨專業(yè)創(chuàng)新工作室組長楊廣利說。

鄂爾多斯市政府、企業(yè)積極與高校開展合作，推動了一批創(chuàng)新成果落地應(yīng)用。

據(jù)北京大學鄂爾多斯能源研究院副院長解小剛介紹說，根據(jù)鄂爾多斯市2026年智慧礦山100%聯(lián)網(wǎng)的要求，研究院充分利用北京大學人才、科技力量和鄂爾多斯豐富的能源場景，推動科技成果落地。例如，全套高級智能化礦山系統(tǒng)可實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程的自動化、信息化和智能化管理，目前該系統(tǒng)已在鄂爾多斯國家能源集團包頭能源集團下的李家壕煤礦得到應(yīng)用。

中國礦業(yè)大學(北京)開設(shè)多個與智能采礦相關(guān)的新工科專業(yè)，并建立數(shù)個研究基地和實驗室，致力于推動煤礦智能化技術(shù)的發(fā)展。其中，煤礦井下智能化采運技術(shù)實現(xiàn)自主化割煤、智能化運輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，推動我國煤礦智能采運裝備技術(shù)的顯著提升;露天礦機器人化裝運卸技術(shù)則實現(xiàn)精準定位停靠、多機智能協(xié)同裝載控制等功能，提高了露天礦的開采效率……一系列成果為煤礦智能化發(fā)展注入新動力。

煤化工創(chuàng)新延伸產(chǎn)業(yè)鏈

在“雙碳”背景下，煤炭企業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展迫在眉睫。由燃料向“燃料+原料”轉(zhuǎn)變，成為煤炭的有效消費路徑。

國能準能集團循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)孵化基地經(jīng)理黃涌波介紹說，準格爾煤田屬于“高鋁、富鎵、富鋰”煤。“如果只將煤作為燃料，這些貴金屬的價值便無從體現(xiàn)。因此，挖掘煤炭伴生資源的價值，才能跳出‘挖煤—賣煤’的傳統(tǒng)路子，是當前及今后煤化工創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵所在。”

記者在該基地看到，科研團隊以煤為基，提出以“脫碳、除硅、提鋁”為核心的粉煤灰酸法提取氧化鋁工藝技術(shù)路線，在電煤清潔利用基礎(chǔ)上實現(xiàn)煤系關(guān)鍵金屬資源化利用;開發(fā)煤基納米碳氫燃料循環(huán)流化床燃燒制取高活性鋁硅粉技術(shù)，將傳統(tǒng)火電鍋爐改造為循環(huán)經(jīng)濟的“三源裝置”，提供高活性鋁硅粉原料……

黃涌波表示，這些技術(shù)已相繼進入產(chǎn)業(yè)化階段，有望實現(xiàn)煤炭能量的‘吃干榨凈’，為煤炭清潔高效利用提供新技術(shù)、新模式、新動能，促進煤炭領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

在煤化工領(lǐng)域，烯烴和芳烴是重要產(chǎn)品。清華大學騫偉中教授團隊的“合成氣一步法制芳烴”技術(shù)，直接由合成氣反應(yīng)生成芳烴，可有效縮短工藝流程，減少關(guān)鍵設(shè)備臺數(shù)，降低裝置投資，提升過程經(jīng)濟性，節(jié)能節(jié)水降碳。如今，這一重大成果即將在鄂爾多斯市準格爾旗的清華大學準格爾科技試驗基地進行萬噸級中試。

該項目主要投資方負責人、內(nèi)蒙古久泰馨遠新材料有限公司副總經(jīng)理唐忠保說，基地一期項目建設(shè)5000平方米中試廠房，主要用于芳烴項目;二期建設(shè)15000平方米中試廠房，主要用于清華大學及鄂爾多斯實驗在新型煤化工、綠色能源、新型儲能技術(shù)、新材料宏量制備等領(lǐng)城的成果進行中試放大。該項目是鄂爾多斯政府打造的“打通技術(shù)產(chǎn)業(yè)化最后一公里”的重要舉措，服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。(參與調(diào)研：李志紅 蔡博騰 楊靜)