“智能壓力耦合裝備數(shù)據(jù)平臺(tái)的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)均正常！”前不久，伴隨著清晰的報(bào)告聲在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)響起，國(guó)產(chǎn)大型智能壓力耦合裝備正式下線。

這臺(tái)由中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中煤天津設(shè)計(jì)公司）牽頭研發(fā)的裝備，關(guān)鍵核心部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%，一舉打破了國(guó)外在礦井熱害治理領(lǐng)域數(shù)十年的技術(shù)壟斷。

作為礦井大型制冷降溫系統(tǒng)的“心臟”，智能壓力耦合裝備成功突破原有技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)地面制備一次冷水在井下硐室高靜壓工況下，向低靜壓二次冷水的安全、可靠、穩(wěn)定精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

這臺(tái)裝備的問(wèn)世，不僅將關(guān)鍵設(shè)備供貨周期縮短50%、全生命周期成本降低20%左右，更全面提升了我國(guó)深部煤炭資源安全高效開(kāi)采的自主保障能力。

井下熱害治理迫在眉睫

隨著淺部資源日漸枯竭，我國(guó)煤炭開(kāi)采的鋒線正以年均8米至25米的速度向地心深處延伸。目前，全國(guó)礦井平均開(kāi)采深度已達(dá)700米至1000米，越來(lái)越多的礦井邁入“千米深井”時(shí)代。

在千米井下，原始巖溫常超40℃，再加上采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等大型設(shè)備持續(xù)散熱，熱浪在巷道內(nèi)不斷積聚。高溫，已然成為繼瓦斯、水、火、煤塵、頂板之后的礦井“第六大災(zāi)害”。

在我國(guó)東部采煤基地，采掘工作面高溫高濕已成常態(tài)。這不僅導(dǎo)致礦工體力下降、生產(chǎn)效率滑坡，更使得機(jī)電設(shè)備故障率飆升至近20%。

破解深井熱害難題，地面集中制冷是行業(yè)公認(rèn)的核心技術(shù)路徑。而這一路徑的關(guān)鍵核心部件——智能壓力耦合裝備，長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。進(jìn)口裝備價(jià)格高、供貨周期長(zhǎng)，且后續(xù)運(yùn)維服務(wù)也受制于人，制約著我國(guó)深部煤炭資源安全高效開(kāi)采。

十多年攻關(guān)實(shí)現(xiàn)“從0到1”

面對(duì)國(guó)外企業(yè)的技術(shù)封鎖，國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究幾乎處于空白狀態(tài)。中煤天津設(shè)計(jì)公司在2012年率先扛起攻關(guān)大旗，開(kāi)啟智能壓力耦合裝備技術(shù)的跟蹤與探索之路。

智能壓力耦合裝備

此后十多年里，中煤天津設(shè)計(jì)公司持續(xù)開(kāi)展煤礦井下熱害防治新技術(shù)、新裝備攻關(guān)，完成多座深部礦井制冷系統(tǒng)調(diào)研、方案論證與可行性研究；聚焦地面集中式制冷系統(tǒng)高低壓力轉(zhuǎn)換關(guān)鍵技術(shù)，先后實(shí)施多項(xiàng)礦井降溫咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)與EPC（設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工）總承包工程。

2023年，攻堅(jiān)之路迎來(lái)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折。中煤天津設(shè)計(jì)公司牽頭組建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，攜手天津大學(xué)、德礦九鼎（天津）科技有限公司、中煤新集能源股份有限公司，正式立項(xiàng)開(kāi)展深井熱害治理關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，以突破高壓密封、低溫升控制、長(zhǎng)壽命運(yùn)行等核心技術(shù)。

國(guó)中煤相關(guān)負(fù)責(zé)人調(diào)研智能壓力耦合裝備研發(fā)情況

項(xiàng)目啟動(dòng)之初，在工程實(shí)際應(yīng)用層面，國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒，每一步前進(jìn)都充滿(mǎn)著未知與挑戰(zhàn)。中煤天津設(shè)計(jì)公司攻關(guān)團(tuán)隊(duì)白天泡在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展仿真分析、核心部件設(shè)計(jì)、控制邏輯優(yōu)化，夜晚圍坐在一起研討難題、梳理思路，逐一突破高壓差動(dòng)態(tài)平衡、低溫升壓力轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)壽命高可靠性密封等技術(shù)瓶頸。

“在攻關(guān)最為艱難的時(shí)候，大家心里確實(shí)沒(méi)底，但每個(gè)人都懷揣著一股不服輸?shù)膭蓬^，堅(jiān)定地認(rèn)為我們必須邁過(guò)這道坎，這是我們的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)?！惫リP(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人回憶。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)累計(jì)開(kāi)展上千次臺(tái)架試驗(yàn)，反復(fù)打磨優(yōu)化核心部件，低流阻高可靠性單向閥、高壓密封平衡閥等部件，經(jīng)過(guò)超1500萬(wàn)次耐久性測(cè)試。

最終，一條從理論創(chuàng)新到技術(shù)突破，從實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到工業(yè)化應(yīng)用的完整創(chuàng)新鏈一體貫通，標(biāo)志著我國(guó)自主可控的深井熱害治理技術(shù)體系初具雛形。

關(guān)鍵性能指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先

歷經(jīng)十多年積淀、集中攻堅(jiān)，國(guó)產(chǎn)大型智能壓力耦合裝備終于在2026年1月成功下線。

依托自主研發(fā)的壓力預(yù)平衡系統(tǒng)，該裝備可在16兆帕高壓與4兆帕低壓冷水之間實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定轉(zhuǎn)換，輸送溫升嚴(yán)格控制在0.5℃以?xún)?nèi)，系統(tǒng)總阻力損失不超過(guò)150千帕，關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，打破國(guó)外裝備的性能壟斷。

依托集成智能控制與數(shù)字孿生平臺(tái)，該裝備可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知井下溫度、壓力、流量等各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控與智能預(yù)警，推動(dòng)運(yùn)維模式從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變，大幅降低運(yùn)維成本，提升礦井生產(chǎn)效率。預(yù)計(jì)規(guī)?；瘧?yīng)用后，該裝備全生命周期成本比進(jìn)口裝備降低20%左右。

憑借全面國(guó)產(chǎn)化，該裝備能進(jìn)一步降低設(shè)備采購(gòu)與后期運(yùn)維成本，其高效節(jié)能的核心性能也為礦山節(jié)能減排裝上綠色引擎。

以國(guó)產(chǎn)智能壓力耦合裝備為支點(diǎn)，中煤天津設(shè)計(jì)公司正擘畫(huà)深井熱害治理的全新圖景，一套可復(fù)制、可推廣的深井熱害治理系統(tǒng)解決方案已逐步成型。

據(jù)了解，該裝備已在德礦九鼎（天津）科技有限公司測(cè)試車(chē)間穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)三個(gè)月，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，計(jì)劃于今年上半年在中煤新集能源股份有限公司劉莊煤礦西區(qū)下井安裝并投入使用。

作者：杜開(kāi)吉 劉怡敏 版面編輯：王琳

編輯：張瑩

來(lái)源：中國(guó)煤炭報(bào)

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