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    砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關 行動方案

    來源:中國建筑材料聯合會 中國砂石協會  撰稿人:  發布時間:2020年04月01日 瀏覽:
    摘要:

    【中國建筑材料聯合會 中國砂石協會】中國建筑材料聯合會高度關注砂石行業的創新發展,多次強調新一代技術裝備創新研發攻關的重要性和緊迫性,砂石協會按照中國建筑材料聯合會《關于編制建材行業各產業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案的新要求的函》要求,編制了《砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案》。

    砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關

    行動方案

      中國建筑材料聯合會高度關注砂石行業的創新發展,多次強調新一代技術裝備創新研發攻關的重要性和緊迫性,砂石協會按照中國建筑材料聯合會《關于編制建材行業各產業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案的新要求的函》要求,編制了《砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案》。

    一、國內外砂石技術裝備發展現狀及趨勢

      黨的十九大確立了習近平新時代中國特色社會主義思想的指導地位。目前,我國經濟發展已進入由高速增長階段轉向高質量發展階段,“建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計”這一戰略定位,為我國砂石行業綠色發展提出了新的更高要求。經過近幾年的發展,砂石行業在技術進步、結構調整、產業轉型升級、淘汰落后產能等方面都取得了長足的進步。產業集中度得到提升,礦山規模結構不斷優化;技術工藝裝備水平不斷提升,創新成為行業企業發展的動力源泉;礦業綠色發展理念成為共識,綠色礦山建設正在蓬勃開展;資源節約與高效利用成為新的利潤增長點,砂石資源深度開發綜合利用成為方向。

      砂石是建筑、道路、橋梁、高鐵、水利、水電、核電、市政等基礎設施建設用量最大、不可替代、不可或缺的原材料,全球每年要消耗400億噸砂石骨料,是繼水之后消耗最多的第二大自然資源。中國年砂石骨料產銷量約200億噸,占全球的50%。

      隨著“一帶一路”建設的持續推進,沿線基礎設施建設正在落地建設,正是我國砂石裝備“走出去”的重大歷史機遇。作為全球砂石產業第一大國,在國內,我國砂石裝備市場已經迎來近20家國外企業的競爭;在國際上,我國砂石裝備產業面臨的競爭更加激烈。

      為了適應當前全球化的激烈競爭,我國砂石裝備企業必須掌握具有自主知識產權的核心技術,必須做世界砂石舞臺的領先者,必須實現“四化”,未來還要迅速推進智能化,實現“五化”目標。這一切目標的實現,必須建立在自身技術裝備的創新提升,不僅是為了提升裝備制造水平,還要為砂石產品性能的提升奠定裝備基礎,從而徹底改變我國砂石企業“小散亂”污染嚴重、產品質量“參差不齊”、穩定不足的舊有面貌,推進建成具有中國特色的社會主義現代化的砂石工業體系。

      據中國砂石協會統計,2013年,全國規模以上的企業56000多家。到2017年底減少到17000多家。目前全國已建成了300多家集礦山開采、加工、儲運的高度集成化、自動化、規模化的現代化企業。尾礦、廢石綜合利用和廢棄礦山生態環境修復企業有幾十家,已形成政府給政策、企業出資綜合治理,建設生態林業、生態農業、生態公園等的新模式。中國規模以上的砂石骨料裝備制造企業有3000多家,其他國家進入中國的有近20家。近年來,中國破碎篩分裝備取得了長足的發展,現已能制造規格品種齊全的系列產品。但是,相關裝備的核心控制技術和關鍵技術與國外發達國家相比仍存在一定的差距。行業整體發展水平還有待提高,兩極分化的問題亟待改善。

      為了從根本上改善我國砂石行業發展兩極分化的現狀,實現行業高質量發展的目標,就必須要推進砂石行業供給側結構性改革,著力解決制約行業發展的矛盾和瓶頸問題,尤其是砂石核心裝備的自主知識產權化水平,助力打贏砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案的攻堅戰。

      隨著以5G、AI、大數據、區塊鏈等為代表的新一代技術的進步,砂石裝備產業必須向智能化轉變。目前,行業應該圍繞發展采區移動設備智能化監管系統、機制砂石制備在線質量監測技術、核軍工和軍事防護工程用高性能骨料、廢棄石礦生態修復技術、集中高壓遠程送風鑿巖新工藝、四象限中壓變頻器下運膠帶機節能技術、客土噴播機技術等新一代技術裝備,以創新引領行業發展。力爭到2025年,砂石爆破、開采、加工等技術與裝備達到國際領先水平;以I類產品為代表的高品質機制砂石比例大幅提升,年產1000萬噸及以上的超大型機制砂石企業產能占比達到40%,利用尾礦、廢石、建筑垃圾等生產的機制砂石占比明顯提高,“公轉鐵、公轉水”運輸取得明顯進展;萬噸產品能耗(不含礦山開采和污水處理)以石灰石等軟巖為原料的不高于10噸標煤,以花崗巖等中硬巖為原料的不高于13噸標煤,水耗達到相關要求;培育100家以上智能化、綠色化、質量高、管理好的企業。

    二、砂石行業新一代技術裝備創新研發的目的、意義

    (1)目的和意義

      習近平總書記指出,創新是引領發展的第一動力;抓創新就是抓發展,謀創新就是謀未來。砂石行業應該以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,深入貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中全會精神,牢固樹立和踐行新發展理念,以供給側結構性改革為主線,以質量和效益為中心,著力加強統籌布局,提升優質砂石供給能力,著力加強技術創新,提升產品質量保障能力,著力實施智能化改造,利用先進適用技術改變行業面貌,著力推動聯合重組,優化產業結構,不斷提高綠色發展和本質安全水平,實現產業現代化、集約化、規模化、標準化、生態化,引導機制砂石行業高質量發展。

      砂石行業轉型升級、高質量發展需要在裝備、生產方式、管理手段等方面進行創新提升。從根本上來講,技術提升是一切提升的基礎,要緊緊抓住“裝備是技術的載體,裝備是產品的母體”的客觀規律,從整體上改進工藝設計、工藝參數與制作工藝,實現裝備與工藝環節的配置融合。

      隨著我國砂石企業到“一帶一路”沿線國家投資設廠,砂石裝備企業需要參與全球化競爭。砂石行業技術裝備創新不僅是環保要求,更是發展趨勢,只有重視關鍵技術研發,為砂石生產企業提供技術先進、生產效率高、能耗低、環保指標高的設備,并根據市場需要,不斷推出新的服務方式,突破單純的制造設備環節,為砂石企業提供“制造+服務”的整體解決方案,才能得到更大的發展。

    (2)實現創新提升、超越引領所面臨的挑戰

      砂石產業是我國建材工業的重要組成部分,是國家重要的原材料和基礎工業,砂石骨料是用量最大、不可或缺、不可替代的建筑工程原材料,是國民經濟建設的重要物質支撐。近年來,我國砂石行業轉型升級步伐不斷加快,新技術、新裝備不斷涌現,行業創新發展取得良好成效。尤其是在技術裝備的性價比方面,為我國砂石行業新技術和新裝備的快速推廣提供了技術和裝備支撐。

      2019年12月5日,自然資源部辦公廳公示了《礦產資源節約和綜合利用先進適用技術目錄(2019版)》,由砂石協會組織推薦的四象限中壓變頻器下運膠帶機勢能發電節能技術、高品質骨料粒形級配優化系統、建筑固廢輕物質分離帶式水浮選技術和智能礦山管理系統四項行業先進適用技術入圍。另外,由各省級自然資源廳或行業社團組織申報的多項砂石行業先進適用技術入圍。

      當前,我國的砂石裝備快速發展,現已能制造規格品種齊全的系列產品,很多裝備已達到國際先進水平,并能提供全套的系統解決方案。已出口到巴基斯坦、納米比亞、文萊、馬來西亞、印尼、老撾、蒙古、哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、尼日利亞、科特迪瓦、印度等國。在各國的基礎設施建設中應用越來越多。

    (3)實現創新提升、超越引領所面臨的機遇

      受我國經濟轉型發展和環境保護日趨嚴格等因素影響,砂石行業正在從傳統的“小散亂”加工,轉型升級為大型化的工業化制造,新的大型砂石骨料生產項目需要成套先進的爆破、開采、破碎、篩分、整形等設備。但是,行業創新提升、超越引領所需要的技術裝備支撐仍有不足,尤其是核心技術裝備。

      在國家大力倡導科技創新、技術升級的背景下,中國砂石行業作為全球砂石行業的領頭羊,行業產值和產量均居世界第一,砂石行業實現“創新提升、超越引領”不僅面臨重大機遇,還具有巨大的經濟效益和社會效益。我國砂石礦山眾多,從業人員超200萬人,行業新一代技術裝備創新研發攻關對提高行業發展質量,改善礦山和人民群眾生活、生態環境,具有重要意義。

      2019年11月4日,工信部、國家發改委、自然資源部、水利部等發布《十部門關于推進機制砂石行業高質量發展的若干意見》,明確提出了機制砂石行業高質量發展的目標和舉措。這將帶動砂石裝備和技術的提升。砂石行業新一代技術裝備面臨前所未有的發展機遇。

    三、砂石行業新一代技術裝備的定義與內涵

    (1)定義

      砂石行業新一代技術裝備是指,在砂石行業發展過程中,有利于推動砂石行業高質量發展所涉及到的各種技術裝備。砂石行業新一代技術裝備主要有:安全爆破、減塵鉆孔、高效率破碎篩分、整形、皮帶輸送、石料勢能發電等在砂石開采、加工、生產、輸送以及綠色礦山建設等過程中涉及的各類技術與裝備。

    (2)內涵

      砂石行業新一代技術裝備除了體現砂石行業的特點,最重要的在于“新”,而“新”的評判標準不僅在于是新技術、新裝備,更重要的是能夠推進砂石行業高質量發展,促進行業實現節能降耗減排,提升生產效率和產品質量,有利于行業綠色礦山建設,有助于提高工人工作環境和安全,有助于增強企業核心競爭力等。

    四、砂石行業新一代技術裝備創新研發的內容和目標

    (一)總體目標

      砂石產業實現工業化、現代化和綠色環保化。砂石骨料破碎篩分裝備設計、工藝材料、制造工藝、產品包裝、處理回收等實現綠色化;高效節能環保設備、皮帶管廊輸送、皮帶輸送物料勢能發電等的應用越來越廣泛等。

      砂石骨料礦山全面建成綠色礦山,新技術、新工藝得到普遍應用,砂石產品質量得到大幅提升,產品品牌化建設得到長足進步。砂石行業整體形象得到提升,砂石產業成為國民經濟的重要支撐和重要組成部分。

    (二)主要任務

      一、加快砂石行業轉型升級步伐,實現砂石產業工業化、現代化、智能化生產水平。

      二、加快砂石產業相關標準體系建設,包括砂石產品質量、砂石生產設備、砂石礦山建設、砂石綠色運輸等方面。

      三、加強砂石產業技術創新、發展模式創新、管理模式創新、理論創新、集成創新等,實現砂石產業達到世界先進水平,為我國“一帶一路”走出去提供技術、裝備和產品支撐。

      四、加快實現綠色發展,砂石企業不僅要踐行綠色生產、綠色運輸、節能降耗、礦山生態環境修復等理念,最終實現綠色礦山建設;還要對其他礦種尾礦、建筑垃圾等固廢資源進行再生利用。使得我國砂石產業在實現健康可持續發展的基礎上,為我國生態文明建設作出更大、更多貢獻。

    (三)技術裝備研發創新的內容(重點領域)

      1. 采區移動設備智能化監管系統

      為大幅度減少原產量統計工人的勞動強度,提高產量統計準確性,有效提高產量統計記錄效率等,通過對移動設備實時監控、優化調度,監測運輸汽車速度,存儲作業設備軌跡信息,對防碰撞、怠工預警,自動記載過磅信息,自動統計生產數據等方式,加強移動設備管理,最終提高礦山數字化、精細化、智能化管理水平,實現節約人力物力,降低移動設備安全風險,保證礦山安全高效地進行移動設備調度。

      2. 機制砂石制備在線質量監測技術

      利用影像和先進測試技術,對砂石骨料生產過程進行不間斷監測,利用計算機軟件對采集信息進行分析,得到砂石骨科生產粒形、顆粒大小、級配等數據,結合自動化控制技術,在線調整砂石骨料生產工藝參數,確保制備出符合要求的砂石骨料,從而實現砂石骨料產品質量“精準”控制,打造標準化工業產品。

      3. 核軍工和軍事防護工程用高性能骨料

      隨著高新型武器破壞能力的不斷加大,對軍事防護工程用混凝土的要求也越來越高。目前,軍事工程用混凝土高性能骨料密度、強度或耐久性等特性不能滿足要求,需要組織科研院所、裝備制造企業、砂石生產企業,通過研究選用合適母巖,研究開發專用裝備,創新砂石生產工藝,共同研究開發核軍工和軍事防護工程用高性能骨料,滿足核軍工和軍事防護工程需要。

      4. 廢棄石礦生態修復技術

      為加快生態文明建設,對傳統粗放生產模式造成的廢棄石礦進行治理,實施生態修復;在取得地方政策支持的同時,采用現代技術及裝備,將廢石加工成砂石骨料,篩分的渣土回填,發展農業林業;形成生態修復、土地修復、生態林業、生態農業協同發展的模式。

      5. 集中高壓遠程送風鑿巖新工藝

      根據砂石礦山開采的特點和綠色礦山建設要求,大幅提高采用清潔電力能源替代石化能源比例;采用二級濕式除塵系統,提高除塵效率;優化鉆機的結構設計,使用專業礦用鉆機;遠程送風至采場,實現集群式穿孔作業;最終實現大幅降低碳排放,除塵率大幅提高,降低礦山安全管理風險,有效節約投資費用和運營成本。

      該工藝技術依托于中國砂石協會砂石礦山鑿巖工程技術研究中心。砂石礦山鑿巖工程技術研究中心是在湖北楚道鑿巖工程有限公司技術研發中心基礎上成立的,位于四川攀枝花米易白馬礦芨芨坪礦山,占地2000平方米,配套有辦公、生活、會議、試驗、檢測條件,以及研發必備的各類鉆機、鉆具、交通工具等,已完成建設投資2500萬元,具備專業化研究條件。楚道鑿巖露天礦山鑿巖技術已經應用于我國多個大型、超大型砂石礦山和金屬礦山中,取得良好經濟效益。擁有三項核心技術:《集中組合式高壓壓縮空氣供氣站》《高壓遠程供氣裝置》《新型高壓柔性輸氣管》,三項核心技術已獲得國家知識產權局頒發的實用新型專利證書。

      6. 四象限中壓變頻器下運膠帶機節能技術

      為了提高起重提升設備等大慣量位能負載的節電效果,解決大型下運膠帶機的剎車問題,通過研究四象限變頻器傳動方案、配電及驅動方案、機頭電氣室一次主接線系統、工藝流程等,采用IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)做整流橋,用高速度、高運算能力的DSP產生SVPWM控制脈沖,自動補償電源波動,消除對電網的諧波污染,將減速能量回收反饋到電網,減少制動過程的能量損耗,并消除變頻器整流故障,從而達到節能、環保的功效。

      7. 客土噴播機技術

      石礦和新建高速(鐵)路邊護坡需要進行植被恢復,尤其是在西北等干旱地區或坡度較大的礦區或廠區,將草種、肥料、土壤、有機物等充分混合后,通過噴射機噴到需復綠的工程坡面,達到綠化目的。客土噴播技術比傳統的人工復綠效率高,效果好,應當加大力度研究開發新型客土噴播裝備,推廣客土噴播技術及噴播機在礦山復綠中的應用。

    五、重點研發課題的組成與要求

    (一)由中國砂石協會統一組織的創新研發課題

      1. 軍事特種工程用高性能骨料

      隨著現代戰爭理念和高精尖武器的不斷發展,新的戰爭防御理念和工程項目對混凝土的性能和設計要求越來越高,軍事特種工程混凝土對骨料的性能提出了更高的要求。為了滿足新形勢下軍事特種工程要求,需要組織科研院所、砂石及裝備企業等,研究選用合適砂石原料,研發專用設備,創新砂石生產工藝,共同研究開發軍事特種工程用高性能骨料及生產工藝,以滿足軍工需要。

      2. 砂石礦山生態修復+技術

      建設綠色礦山已經已經成為進入砂石行業的門檻,砂石礦山修復成為砂石礦山企業必須完成的責任任務。隨著我國生態文明建設的不斷深入,砂石礦山修復不僅僅滿足于綠化礦山,而應該實施生態修復;采用現代技術及裝備,將廢石加工成砂石骨料,篩分的渣土回填,發展農業林業,并在周邊發展生態旅游和其他產業;形成一二三產業融合發展的砂石礦山生態修復+模式。

      3.高品質砂石骨料智能制造關鍵理論和成套技術

      當前,新一輪科技革命和產業變革加速演進,基礎前沿領域孕育重大突破,交叉融合態勢更加明顯,基礎研究、應用基礎研究和技術創新相互帶動作用不斷增強。面向“十四五”,科技部正會同相關部門啟動國家重點研發計劃“十四五”重點專項凝練工作。中國砂石協會積極申請“高品質砂石骨料智能制造關鍵理論和成套技術”項目,致力于為機制砂石產業多學科、多行業協作研發,以及高品質機制砂石的智能制造創造更加優越的產、學、研基礎,促進砂石行業健康、科學、有序發展。

    (二)企業自選課題

      鼓勵企業根據砂石行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案的總體要求,抓住行業技術及裝備發展方向,結合國家相關環保政策對相關產品技術指標要求,根據自身特點創新資源優勢,以達到或超越世界先進水平為目標開展創新研究工作,對于研發中所取得的優秀成果同樣予以認可和擇優選擇,對于需要國家進一步支持的或者需要作為重點設備的,需要申請的政策性支持的可申報專題。中國砂石協會支持、鼓勵砂石及裝備企業利用各方資源進行技術裝備創新研發攻關,并提供盡可能的幫助。

    六、預期達到的指標

      砂石裝備技術指標應達到《國家重點節能技術推廣目錄》、《節能機電設備(產品)推薦目錄》和原國土資源部《礦產資源節約與綜合利用先進適用技術推廣目錄》中的相關設備技術要求。

      技術水平全國領先,符合砂石行業高質量發展要求,并能引領砂石骨科產業技術裝備轉型升級、創新發展。

      力爭到2025年,砂石爆破、開采、加工等技術與裝備達到國際領先水平;以I類產品為代表的高品質機制砂石比例大幅提升;萬噸產品能耗(不含礦山開采和污水處理)以石灰石等軟巖為原料的不高于10噸標煤,以花崗巖等中硬巖為原料的不高于13噸標煤,水耗達到相關要求。

    七、組織與保障措施

      1.堅持自主創新、協同創新,集中行業的智慧與優勢組織攻關,發揮相關單位和個人的積極性和創造性。

      2.由中國砂石協會組織行業力量負責制定總體研發工作方案,由中國砂石協會專家委員會具體領導與負責組織實施。

      3.爭取政府主管部門對重大專項列項支持和資金支持。

      4.由中國砂石協會組織有關企業、科研院所和大專院校,按其各自的優勢進行分工與合作、共同推進。

      5.建立以項目為紐帶的技術創新聯盟,做好知識產權保護,在具體研發工作中引入競爭機制,協同機制、分享機制,共同攻克關鍵技術難題。

      中國建筑材料聯合會

      中國砂石協會

      2020年3月31日

     

    責任編輯:單建慶
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