[摘 要]天地上海采掘裝備科技有限公司作為我國采煤機(jī)研制國家隊成員，以“引領(lǐng)中國煤機(jī)，塑造世界品牌”為愿景，以推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步為目標(biāo)，通過技術(shù)品牌建設(shè)、產(chǎn)品品牌拓展和服務(wù)品牌塑造，成功打造了“天地采掘”制造業(yè)采煤機(jī)單項冠軍品牌，解決了國產(chǎn)高端核心煤機(jī)裝備卡脖子問題，消除了國內(nèi)煤炭企業(yè)對進(jìn)口設(shè)備的過度依賴，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)采煤機(jī)技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，為我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)了“天地采掘”力量。

[關(guān)鍵詞]國產(chǎn)采煤機(jī)；天地采掘；煤機(jī)裝備

一、公司簡介

天地上海采掘裝備科技有限公司（簡稱“天地采掘”）成立于2003年8月，前身為1953年成立的上海煤礦設(shè)計院，后轉(zhuǎn)制為中煤科工集團(tuán)上海有限公司（簡稱“上海煤科”）下屬企業(yè)。公司先后獲評“全國能源工業(yè)先進(jìn)集體”“上海市工人先鋒號” “上海市五一勞模獎?wù)隆钡榷囗棙s譽(yù)，多次被評定為上海市高新技術(shù)企業(yè)、上海市“專精特新”企業(yè)和A級納稅人。

70多年來，天地采掘始終堅持以技術(shù)研發(fā)為核心，持續(xù)開展采煤機(jī)產(chǎn)品的研制與推廣工作，相關(guān)產(chǎn)品被工業(yè)和信息化部認(rèn)定為制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品。公司已擁有6大類27個系列的150余種型號產(chǎn)品，是目前國內(nèi)外擁有自主知識產(chǎn)權(quán)系列機(jī)型最全、功率覆蓋面最廣、適應(yīng)開采高度和煤層傾角范圍最大的采煤機(jī)供應(yīng)商。

作為我國煤礦專用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化委員會采煤機(jī)械分會主持單位、我國滾筒式采煤機(jī)專業(yè)技術(shù)歸口單位，天地采掘主持修制定現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)33項，其中采煤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)28項、刨煤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)5項。同時，承擔(dān)了從“六五”計劃到“十三五”計劃期間的多個國家項目，榮獲國家科技進(jìn)步一等獎、二等獎，上海市科技進(jìn)步獎和煤炭工業(yè)協(xié)會、機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會等頒發(fā)的獎項共計40余項，為我國煤炭工業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

二、實(shí)施背景

能源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是碳排放的主要來源和綠色轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)領(lǐng)域 。

我國已連續(xù)多年成為世界最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國。近年來，在“雙碳”目標(biāo)、生態(tài)文明建設(shè)和“六穩(wěn)”“六?！钡瓤傮w要求下，我國能源產(chǎn)業(yè)面臨保安全、轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)短板等多方面挑戰(zhàn)，整個行業(yè)對科技創(chuàng)新的需求也比以往任何時期都更為迫切。

現(xiàn)階段，煤炭還是我國的主體能源。作為我國煤炭的生產(chǎn)主體，大型現(xiàn)代化煤礦必須順應(yīng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢，持續(xù)推進(jìn)數(shù)字化、智能化煤礦建設(shè)，合理增加先進(jìn)產(chǎn)能，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用，推動煤炭行業(yè)加快實(shí)現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

在這一背景下，我國煤礦裝備制造業(yè)也進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵期和數(shù)字化轉(zhuǎn)型窗口期。

采煤機(jī)是煤礦關(guān)鍵裝備之一。近年來，國產(chǎn)采煤機(jī)雖然在技術(shù)參數(shù)、設(shè)計理念、成本控制和自主化等方面不斷取得新突破，但在可靠性和穩(wěn)定性方面還與進(jìn)口采煤機(jī)存在一定差距。國內(nèi)高端應(yīng)用場景仍依賴進(jìn)口采煤機(jī)。高昂的進(jìn)口設(shè)備成本和維護(hù)難度，嚴(yán)重制約了煤炭行業(yè)的發(fā)展。此外，國產(chǎn)采煤機(jī)品牌的國際知名度低，尚難以與歐美采煤機(jī)分庭抗禮。

為了打破采煤機(jī)高端市場被歐美品牌壟斷的局面，作為國內(nèi)采煤機(jī)頭部企業(yè)，亟須牢牢把握“中國制造2025”國家戰(zhàn)略需求和智能礦山、綠色礦山建設(shè)重要發(fā)展機(jī)遇，以增強(qiáng)核心功能、提升核心競爭力為目標(biāo)，以打造采煤機(jī)世界品牌為核心，深化落實(shí)“1245”總體發(fā)展思路，通過在關(guān)鍵技術(shù)、質(zhì)量控制、智能化升級和運(yùn)維體系建設(shè)等方面不斷突破，全面構(gòu)建“裝備+技術(shù)+服務(wù)”一體化和全鏈條協(xié)同模式，進(jìn)一步強(qiáng)化在煤機(jī)裝備領(lǐng)域領(lǐng)頭羊地位，在不斷提升品牌知名度、影響力、價值創(chuàng)造力的同時，為加快建設(shè)成為國際一流的高端智能裝備制造和服務(wù)商提供有力支撐。

三、目標(biāo)與內(nèi)涵

天地采掘秉承“讓煤炭生產(chǎn)更安全、更高效、更清潔開采”使命，以“成就客戶，合作共贏”為公司核心價值觀，勇?lián)鷩Y央企和行業(yè)龍頭重任，以“引領(lǐng)中國煤機(jī)，塑造世界品牌”為愿景，以品牌建設(shè)為抓手，助力解決行業(yè)發(fā)展難題，推動國家能源產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，同時在技術(shù)上打破國外技術(shù)壟斷，提升國產(chǎn)采煤機(jī)在國內(nèi)外市場的占有率，進(jìn)一步降低煤炭企業(yè)生產(chǎn)成本，推動煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

（一）創(chuàng)建技術(shù)品牌

通過踐行創(chuàng)新驅(qū)動、科技引領(lǐng)路線，強(qiáng)化采煤機(jī)技術(shù)優(yōu)勢，加快推進(jìn)智能化、高端化技術(shù)升級，形成一批具有天地采掘采煤機(jī)特征的優(yōu)勢技術(shù)和專有技術(shù)，打造天地采掘采煤機(jī)技術(shù)品牌。

（二）拓展產(chǎn)品市場

依托技術(shù)品牌建設(shè)，拓展采煤機(jī)產(chǎn)品系列，特別是在超大采高、大功率、薄煤層、大傾角、半煤巖、非煤礦山等難采領(lǐng)域形成標(biāo)桿產(chǎn)品，解決用戶現(xiàn)場應(yīng)用乃至整個行業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。

（三）塑造世界品牌

通過品牌建設(shè)，進(jìn)一步提升國產(chǎn)采煤機(jī)裝備品牌形象和地位，為國產(chǎn)采煤機(jī)贏得更多的與進(jìn)口采煤機(jī)同臺競爭的機(jī)會，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)世界品牌塑造。

四、主要做法

（一）制定實(shí)施品牌發(fā)展戰(zhàn)略

1.堅持黨建引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展

天地采掘秉承“一流黨建引領(lǐng)一流企業(yè)”的發(fā)展理念，深入探索適合中央企業(yè)科研團(tuán)隊的高質(zhì)量黨建引領(lǐng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的特色路徑。

公司各級黨組織結(jié)合研發(fā)、質(zhì)量、生產(chǎn)條線的特點(diǎn)，通過積極開展黨建與中心工作融合的特色 “黨建+”系列活動（如：“黨建+專題技術(shù)交流”“黨建+問題討論”“黨建+精益培訓(xùn)”“黨建+產(chǎn)品質(zhì)量提升”“黨史+專業(yè)技術(shù)知識競賽”“黨建+讀書分享”等），推動中心工作高質(zhì)量開展，促進(jìn)品牌建設(shè)高質(zhì)高效推進(jìn)。

2.優(yōu)化科研組織結(jié)構(gòu)，激發(fā)創(chuàng)新活力

一是建立以項目為導(dǎo)向的協(xié)作機(jī)制，打破傳統(tǒng)的科研組織結(jié)構(gòu)，通過跨部門、跨學(xué)科的團(tuán)隊組建，實(shí)現(xiàn)資源有效整合和優(yōu)勢互補(bǔ)，促進(jìn)不同領(lǐng)域知識和技能的融合，為科技創(chuàng)新提供更廣闊的空間。

二是充分發(fā)揮上海煤科三級科研機(jī)構(gòu)的組織優(yōu)勢，開展三層級的科研聯(lián)動工作，推動基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的緊密結(jié)合。鼓勵二級科研機(jī)構(gòu)研發(fā)人員與一級研發(fā)機(jī)構(gòu)組建聯(lián)合項目組，并深入生產(chǎn)一線，了解質(zhì)量提升的具體需求，將科研成果轉(zhuǎn)化快速迭代為實(shí)際應(yīng)用，加速科技成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提高創(chuàng)新的效率和市場競爭力。

三是注重激發(fā)科研人員的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)造力。公司提供良好的工作環(huán)境和職業(yè)發(fā)展機(jī)會，建立以績效為導(dǎo)向的薪酬體系，將科研人員的收入與項目進(jìn)展、成果產(chǎn)出等緊密掛鉤，有效地激發(fā)科研人員的創(chuàng)新動力和積極性。

3.創(chuàng)新科研激勵機(jī)制，吸引和留住人才

一是創(chuàng)新實(shí)施科研激勵機(jī)制。公司建立以科研成果為導(dǎo)向的獎勵體系，將科研人員的收入與項目進(jìn)展、成果產(chǎn)出等緊密掛鉤，并專門設(shè)立面向一線科研人員的創(chuàng)新成果獎、QC成果獎、文章及專利發(fā)布獎勵等。

二是為科研人員提供寬松的工作環(huán)境和廣闊的職業(yè)發(fā)展平臺。通過建立涵蓋科研與管理的H型職業(yè)發(fā)展通道，打破傳統(tǒng)的單一晉升模式，為各層次人才提供多元化的成長路徑。科研人員可以根據(jù)自己的興趣和能力選擇不同的職業(yè)發(fā)展方向，從而更好地實(shí)現(xiàn)個人價值。

三是為科研人員提供良好的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)機(jī)會。以項目需求及個人能力發(fā)展為目的，鼓勵科研人員不斷更新知識、提升技能。這種以人為本的管理理念，不僅可以滿足科研人員的個性化需求，還能增強(qiáng)他們對公司的歸屬感和忠誠度。

4.構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化“產(chǎn)品創(chuàng)新共同體”

一是加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，與高校、科研機(jī)構(gòu)建立緊密的合作關(guān)系，共同構(gòu)建“產(chǎn)品創(chuàng)新共同體”。通過與中國礦業(yè)大學(xué)、山東礦業(yè)學(xué)院、蘭州理工大學(xué)等高校的合作，天地采掘引入了外部的創(chuàng)新資源和智力支持，深入推進(jìn)面向用戶現(xiàn)場實(shí)際需求的相關(guān)前沿技術(shù)研究、人才培養(yǎng)和成果轉(zhuǎn)化。

二是在構(gòu)建“產(chǎn)品創(chuàng)新共同體”的過程中，注重發(fā)揮各方的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)互利共贏。公司與高校和科研機(jī)構(gòu)建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同承擔(dān)多項國家級和省部級科研項目。這些項目的成功實(shí)施，不僅提升了公司的技術(shù)研發(fā)能力，更為國家煤炭工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了有力支撐。

三是注重與國際合作伙伴的交流和合作。通過與澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）、?？低曇约叭蛑腁BB集團(tuán)等國際合作伙伴的合作，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)智能化技術(shù)的迭代升級，同時拓寬國際視野，推動技術(shù)的國際化交流。

5.加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與運(yùn)用，提升核心競爭力

一是建立完善的知識產(chǎn)權(quán)管理體系，鼓勵科研人員積極申請專利，保護(hù)創(chuàng)新成果。注重知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)化與運(yùn)用，通過專利布局和維權(quán)行動，確保公司在采煤機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和市場競爭優(yōu)勢。2023年，公司完成了創(chuàng)歷史的166件產(chǎn)品專利的布局及申報工作。

二是在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面，注重加強(qiáng)內(nèi)部培訓(xùn)和宣傳，提高全員的知識產(chǎn)權(quán)意識和保護(hù)能力。公司推廣應(yīng)用集團(tuán)知識產(chǎn)權(quán)信息服務(wù)平臺，為科研人員提供便捷的知識產(chǎn)權(quán)查詢、分析和管理服務(wù)。這些舉措有效地提升了公司的知識產(chǎn)權(quán)管理水平和保護(hù)能力。

三是在知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)用方面，注重將知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。公司建立科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)制，鼓勵科研人員將科技成果轉(zhuǎn)化為具有市場競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。同時，利用好各種成果轉(zhuǎn)化制度，探索知識產(chǎn)權(quán)的商業(yè)化運(yùn)營模式，通過知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)讓、許可、作價入股等方式，實(shí)現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)的價值最大化。

6.持續(xù)投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)，確保技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)性

一是為了確保技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)性和前瞻性，公司每年都將一定比例的營業(yè)收入投入到研發(fā)中。這種持續(xù)的研發(fā)投入為公司帶來了源源不斷的新技術(shù)和新產(chǎn)品，確保了采煤機(jī)產(chǎn)品在激烈的市場競爭中始終保持領(lǐng)先地位。2023年，公司研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入23423萬元，研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度15.5%，基礎(chǔ)研究投入比重8.45%，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品銷售收入32640萬元。

二是在研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入方面，注重合理規(guī)劃和使用資金。公司建立健全研發(fā)經(jīng)費(fèi)管理制度和審計機(jī)制，確保每一分錢都用在刀刃上。通過與高校和科研機(jī)構(gòu)的合作，天地采掘?qū)崿F(xiàn)研發(fā)資源的共享和優(yōu)化配置，提高了研發(fā)經(jīng)費(fèi)的使用效率。

（二）以技術(shù)創(chuàng)新夯實(shí)品牌建設(shè)基礎(chǔ)

技術(shù)創(chuàng)新是天地采掘品牌建設(shè)的基礎(chǔ)。針對國內(nèi)外用戶不斷變化和發(fā)展應(yīng)用需求，公司持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，通過研發(fā)一系列采煤機(jī)特色技術(shù)和優(yōu)勢技術(shù)，全面提升“天地采掘”采煤機(jī)優(yōu)秀品牌形象。

1.創(chuàng)新采煤機(jī)動力學(xué)參數(shù)與煤層切割特性最優(yōu)匹配開發(fā)技術(shù)

采煤機(jī)動力學(xué)參數(shù)設(shè)定和機(jī)身結(jié)構(gòu)布局是采煤機(jī)系統(tǒng)化設(shè)計的核心。受煤層地質(zhì)條件復(fù)雜多變，開采前勘測難度大代價高，開采過程中采動影響大，煤層信息不足等因素影響，采煤機(jī)設(shè)計缺乏目標(biāo)數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)傳統(tǒng)方法研制采煤機(jī)時，動力學(xué)參數(shù)的確定主要依靠礦井有限的勘測數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致采煤機(jī)與工作面匹配存在較多的不確定因素。

對此，天地采掘充分利用全國采煤機(jī)市場保有量優(yōu)勢，在行業(yè)內(nèi)首次建立采煤機(jī)運(yùn)維平臺，利用同礦區(qū)在用采煤機(jī)傳感器，對煤層信息進(jìn)行采集和回傳，評估煤層截割特性、分布規(guī)律和功率消耗等關(guān)鍵信息，指導(dǎo)新采煤機(jī)功率配置、滾筒直徑、截割轉(zhuǎn)速、力矩、牽引速度、牽引力、功率消耗等關(guān)鍵性能參數(shù)的設(shè)定。新采煤機(jī)投入運(yùn)行后，根據(jù)回傳數(shù)據(jù)，及時調(diào)整現(xiàn)場采煤機(jī)運(yùn)行特性，如電氣參數(shù)、液壓系統(tǒng)壓力、牽引速度等，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)與工作面最優(yōu)匹配，使采煤機(jī)工作在最佳狀態(tài)。（如圖1、圖2所示）

2.開發(fā)采煤機(jī)新型DSP電控系統(tǒng)

針對煤礦自動化、智能化發(fā)展需要，天地采掘開發(fā)出全新一代DSP電控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu)，可靈活配置與擴(kuò)展功能。其中，通過高端處理器應(yīng)用，采用DSP+ARM的結(jié)構(gòu)方式，選用車規(guī)級芯片，為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的計算能力與實(shí)時性，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可擴(kuò)展性，滿足煤礦日益發(fā)展的數(shù)據(jù)處理需求。

通過PD與CAN總線技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)極端情況下系統(tǒng)模塊通過電源線進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)相互通信，進(jìn)而提升電控系統(tǒng)的魯棒性，成功攻克煤礦井下設(shè)備在極端復(fù)雜的采掘工況下保持穩(wěn)定性、可靠性和安全性的技術(shù)難題。

3.開發(fā)高性能材料

可靠性是衡量采煤機(jī)品牌定位的重要依據(jù)，也是目前國產(chǎn)采煤機(jī)和進(jìn)口采煤機(jī)關(guān)鍵差距所在。

研制和應(yīng)用高性能材料，是解決采煤機(jī)可靠性問題的關(guān)鍵。天地采掘通過研究銅、稀土等元素對殼體材料性能的影響規(guī)律，研發(fā)出新型殼體材料。該材料硬度>280HB，抗拉強(qiáng)度>900MPa，屈服強(qiáng)度>830MPa，兼具極佳的耐磨性及耐腐蝕性，綜合性能超越了進(jìn)口產(chǎn)品，為采煤機(jī)高性能、輕量化發(fā)展創(chuàng)造了條件。

通過殼體有限元強(qiáng)度分析，減少低應(yīng)力區(qū)材料，減輕殼體重量。運(yùn)用CAD- CAE虛擬樣機(jī)技術(shù)，模擬搖臂殼體鑄造、冷卻過程分析，優(yōu)化殼體和木模結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了零缺陷鑄造。（如圖3、圖4所示）

4.研發(fā)動態(tài)變頻平衡驅(qū)動技術(shù)

采煤機(jī)牽引行走系統(tǒng)對調(diào)速性能的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度、低速啟動力矩、動態(tài)平衡的要求極高。天地采掘基于轉(zhuǎn)矩控制為主的控制方式，結(jié)合建立在專家系統(tǒng)上的動態(tài)功率平衡控制方式，研發(fā)出動態(tài)變頻平衡驅(qū)動技術(shù)，確保左右牽引電機(jī)的總體負(fù)載能力可達(dá)到額定負(fù)載能力的95%以上，速度控制精度優(yōu)于1%，實(shí)現(xiàn)協(xié)同運(yùn)行效率優(yōu)于進(jìn)口機(jī)型。（如圖5、圖6所示）

5.研發(fā)基于多層次煤機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)的全面感知技術(shù)

面對依然嚴(yán)峻和復(fù)雜的煤礦安全生產(chǎn)形勢，煤機(jī)制造企業(yè)必須加強(qiáng)煤礦自動化、數(shù)字化、智能化技術(shù)裝備研制，為煤礦安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的保障。

作為智能化工作面關(guān)鍵開采裝備之一，采煤機(jī)智能化水平直接影響著綜采工作面的安全生產(chǎn)和開采效率。然而，采煤機(jī)感知系統(tǒng)目前仍存在易受井下復(fù)雜環(huán)境影響、感知能力弱、感知數(shù)據(jù)不全面、傳感器長期穩(wěn)定性差等問題。

結(jié)合采煤機(jī)自動化、智能化和物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新需求，公司研發(fā)出新型多級網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu)的智能化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由高度集成的DSP+ARM的處理器平臺和先進(jìn)可靠的RTOS實(shí)時操作系統(tǒng)、底層控制總線、機(jī)載骨干工業(yè)以太網(wǎng)、對外寬帶載波及無線網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成，為大帶寬、低時延、多源異構(gòu)的傳感數(shù)據(jù)接入，提供骨干網(wǎng)絡(luò)支撐。其中，通過首次研發(fā)采煤機(jī)虹膜識別開機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同操作人員的權(quán)限設(shè)定；通過研發(fā)采煤機(jī)語音遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)語音遠(yuǎn)程搖控；通過研發(fā)搖臂狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于油液與振動數(shù)據(jù)的搖臂在線狀態(tài)監(jiān)測；通過研發(fā)采煤機(jī)防碰撞預(yù)警傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)在截割過程中滾筒與支架干涉預(yù)警功能。

通過一系列技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，構(gòu)成全面支撐智能化使用的采煤機(jī)機(jī)身傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)全面的工況感知、故障診斷和安全保護(hù)。（如圖7所示）

6.全工作面自適應(yīng)截割技術(shù)

結(jié)合煤礦無人化開采需求，公司研發(fā)出全工作面自適應(yīng)截割技術(shù)，采用自由曲線方式，讓采煤機(jī)無需人工編輯調(diào)整即可全自動運(yùn)行。

該項技術(shù)完全按照實(shí)際采煤工藝，自動執(zhí)行兩端頭的斜切、割三角煤等任務(wù)，無需額外配置端頭參數(shù)，特別適用于復(fù)雜多變的截割環(huán)境。自動截割程序還設(shè)置線性插值、采高精度自適應(yīng)調(diào)節(jié)和預(yù)期控制等功能，確保自動截割的精準(zhǔn)度和重復(fù)性。

此外，該項技術(shù)還支持在本地和遠(yuǎn)程上位機(jī)上進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶、自動操作、學(xué)習(xí)修正以及無限制的人工干預(yù)與恢復(fù)等操作。（如圖8、圖9所示）

實(shí)際應(yīng)用中，自動運(yùn)行的采煤機(jī)在300米長的工作面上行走位置控制精度高于±5厘米，滾筒截割高度的平均穩(wěn)態(tài)重復(fù)誤差僅為1.81%，保證了采煤機(jī)在工作面長期自動化開采的效率和精度。

全工作面自適應(yīng)截割技術(shù)以大數(shù)據(jù)融合技術(shù)為支撐，針對個性化需求，智能生成多條截割工藝曲線，并基于高精度定位、姿態(tài)動態(tài)補(bǔ)償與精準(zhǔn)調(diào)高技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)斜切進(jìn)刀、割三角煤等復(fù)雜功能，進(jìn)而支持工作面定點(diǎn)修改、在線修改和離線修改，完成全工作面工況自適應(yīng)截割。

（三）以產(chǎn)品創(chuàng)新助推品牌塑造與升級

天地采掘堅持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，通過持續(xù)不斷的產(chǎn)品創(chuàng)新，不斷強(qiáng)化采煤機(jī)技術(shù)優(yōu)勢，助推公司采煤機(jī)品牌塑造與升級，同時推動礦山機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈加快“補(bǔ)短板”“填空白”，為煤礦智能化、高端化發(fā)展提供支撐。

根據(jù)煤礦開采條件復(fù)雜多變的特點(diǎn)，公司加大新產(chǎn)品研制力度，形成了最豐富的產(chǎn)品系列。公司采煤機(jī)產(chǎn)品采高覆蓋0.9～10m，裝機(jī)功率覆蓋238kW～3450kW，能夠完全滿足各類煤礦應(yīng)用需求，尤其在特厚煤層、薄煤層、大傾角、半煤巖與非煤礦山、短壁等難采領(lǐng)域具有顯著領(lǐng)先優(yōu)勢。

1.特厚煤層系列

2023年8月22日，公司研制的全球最大功率MG1250/3430- WD采煤機(jī)在上海煤科成功下線。近200位國內(nèi)行業(yè)專家、用戶及供應(yīng)商代表共同見證了公司特厚煤層系列采煤機(jī)產(chǎn)品再次登頂全球采煤機(jī)裝機(jī)功率和開采高度最高峰的高光時刻。國內(nèi)各大主流媒體也對此進(jìn)行了廣泛報道。（如圖10所示）

2.薄煤層系列

隨著我國厚煤層可采儲量下降，薄煤層的機(jī)械化開采需求日益凸顯。公司攻克了高功率密度采煤機(jī)研制難題，陸續(xù)研制出適應(yīng)1m以下采高的MG350/830- WD采煤機(jī)、1.2m采高年產(chǎn)150Wt的MG550/1270- WD大功率薄煤層采煤機(jī)，以及MG2×250/ 1200- WD薄煤層高效自動化開采采煤機(jī)。上述機(jī)型目前已獲得廣泛應(yīng)用，成為國內(nèi)薄煤層開采的利器。（如圖11所示）

3.大傾角系列

我國南方地區(qū)存在大量急傾斜煤層，過去只能采用爆破、風(fēng)鎬等方法開采，開采效率低、資源回收率低、安全沒有保障等問題極為突出。針對這一痛點(diǎn)，公司成功研制了具有里程碑意義的MG2×160/730- WD3、MG750/2150- QWD等大傾角系列采煤機(jī)。

該系列采煤機(jī)工作面最大傾角達(dá)到了68°，在提升開采效率的同時，保障了工作面人員和設(shè)備的安全，推動了急傾斜煤層開采工藝的變革。

4.破巖與非煤礦山系列

公司立足煤而不維煤，依靠在采煤機(jī)領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)新研制多款特種采礦機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了天地采掘采煤機(jī)在非煤礦山開采領(lǐng)域的品牌拓展。如：研制MG2×200/870- WD、MG500/1170- AWD1等采礦機(jī)，首次實(shí)現(xiàn)地下鋁土機(jī)械化連續(xù)開采，成功解決了傳統(tǒng)炮采工藝產(chǎn)能小、回收率低、勞動強(qiáng)度大、安全性差等難題。該系列產(chǎn)品還可應(yīng)用于鉀鹽礦、高嶺土礦、解放層等全巖工作面，具有廣闊的應(yīng)用前景。（如圖12所示）

5.短壁工作面采煤機(jī)

致力于煤炭行業(yè)綠色開采目標(biāo)，公司研制的MG300/395- NWD型采煤機(jī)，是面向5m大采高短壁工作面綠色充填開采裝備的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案。機(jī)組總功率395kW，適應(yīng)工作面長度≥15m，填補(bǔ)了國內(nèi)外4～5m 采高范圍內(nèi)滾筒式短壁采煤機(jī)的空白。該采煤機(jī)可廣泛應(yīng)用于“三下”難采煤層綠色充填開采、煤柱回收和邊角煤開采、急傾斜特厚煤層水平分層開采以及超長工作面端頭輔助開采，對于提高煤礦資源回收率和中小煤礦高產(chǎn)高效開采具有重要意義。（如圖13所示）

五、實(shí)施成效

近年來，通過卓有成效的品牌建設(shè)，天地采掘采煤機(jī)品牌的知名度、影響力和價值創(chuàng)造力得到了極大地提升，成功引領(lǐng)中國煤機(jī)技術(shù)進(jìn)步與高質(zhì)量發(fā)展。

公司研制的新產(chǎn)品和多項技術(shù)突破高密度出現(xiàn)在主流媒體的報道中，如“中國煤科研制的薄煤層采煤機(jī)打破世界紀(jì)錄”“全球首臺套最大功率超大采高智能化高端采煤機(jī)在中國煤科問世”“超大采高智能采煤機(jī)助力煤礦安全高效開采”等。此外，公司的采煤機(jī)產(chǎn)品與技術(shù)也多次獲得國家級、省部級重要獎項，相關(guān)科研成果多次被鑒定為國際領(lǐng)先水平。

（一）為我國煤炭安全穩(wěn)定供應(yīng)提供裝備保障

從科研院所轉(zhuǎn)制為企業(yè)以來，天地采掘依靠技術(shù)創(chuàng)新和品牌戰(zhàn)略，采煤機(jī)產(chǎn)銷量逐年攀升。2023年，公司銷售主機(jī)296臺，連續(xù)3年平均增長率達(dá)14.6%。截至目前，天地采掘累計生產(chǎn)采煤機(jī)整機(jī)超過2500臺，連續(xù)多年銷售額、銷售臺數(shù)、市場占有率穩(wěn)居行業(yè)首位，為我國煤炭安全高效綠色開采和穩(wěn)定供應(yīng)夯實(shí)了裝備基礎(chǔ)。

上海煤科也憑借天地采掘采煤機(jī)產(chǎn)品，成為名副其實(shí)的采煤機(jī)“排頭兵”，被工業(yè)和信息化部認(rèn)定為制造業(yè)單項冠軍企業(yè)。

（二）為行業(yè)裝備發(fā)展貢獻(xiàn)了技術(shù)力量

天地采掘踐行科技創(chuàng)新驅(qū)動高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，通過加強(qiáng)團(tuán)隊建設(shè)、增加研發(fā)投入、推進(jìn)科研合作以及強(qiáng)化知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等措施，快速提高公司研發(fā)組織管理水平、科技成果轉(zhuǎn)化能力、自主知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量，加速推進(jìn)采煤機(jī)技術(shù)革新和升級，推動國產(chǎn)采煤機(jī)技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的歷史性轉(zhuǎn)變。2023年，公司榮獲上海市“高新技術(shù)企業(yè)”和“專精特新”企業(yè)稱號。

（三）打破了國際市場進(jìn)口采煤機(jī)壟斷地位

憑借優(yōu)異的產(chǎn)品力，天地采掘采煤機(jī)成功出口烏克蘭、俄羅斯、土耳其、剛果金、孟加拉、烏茲別克斯坦等國，功率范圍覆蓋346kW～1950kW，贏得了國際用戶的廣泛認(rèn)可和高度評價，打破了高端采煤機(jī)長期以來被美國JOY和德國Eickhoff壟斷的局面，成功塑造了采煤機(jī)高端品牌形象。

（四）促進(jìn)了國內(nèi)煤企與設(shè)備廠商協(xié)同高速發(fā)展

通過“對標(biāo)世界一流，開展質(zhì)量提升行動”，天地采掘在提高設(shè)備可靠性和耐用性、縮短配件供應(yīng)周期的同時，降低了煤炭企業(yè)使用和維護(hù)成本，大幅增強(qiáng)了國內(nèi)用戶對國產(chǎn)裝備的信心，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)品質(zhì)高端化，促進(jìn)了國內(nèi)煤炭生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備制造廠商之間協(xié)同高速發(fā)展。

（五）為我國煤機(jī)行業(yè)培養(yǎng)了一批專業(yè)人才

在品牌建設(shè)過程中，天地采掘培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的采煤機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)人才，涌現(xiàn)出多位行業(yè)專家、煤炭科技青年、集團(tuán)科學(xué)家、研究員等專業(yè)人才，為行業(yè)的快速發(fā)展提供了有力支撐。

六、主要創(chuàng)新點(diǎn)

（一）品牌理念創(chuàng)新

天地采掘通過塑造采煤機(jī)單項冠軍品牌，重塑了傳統(tǒng)裝備制造企業(yè)以銷量為目標(biāo)的發(fā)展理念，探索出一條以技術(shù)品牌建設(shè)為根本、以產(chǎn)品品牌打造為路線，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和企業(yè)服務(wù)品牌同步提升的高質(zhì)量發(fā)展路線，為整個煤炭開采行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級起到了助推作用。

1.技術(shù)品牌

通過技術(shù)攻關(guān)，形成了一系列具有公司特色的采煤機(jī)關(guān)鍵技術(shù)（如：先進(jìn)的DSP控制系統(tǒng)、高性能材料、動態(tài)變頻平衡驅(qū)動技術(shù)、智能傳感網(wǎng)絡(luò)等），在行業(yè)內(nèi)取得了優(yōu)異的應(yīng)用效果，成為公司鮮明的品牌特色。

2.產(chǎn)品品牌

天地采掘采煤機(jī)品牌形成了豐富的產(chǎn)品系列，能為用戶提供采高范圍最廣、功率覆蓋最全的各系列采煤機(jī)機(jī)型。此外，針對難采領(lǐng)域開發(fā)特種機(jī)型，成功研制了一系列標(biāo)桿產(chǎn)品。

3.服務(wù)品牌

公司不僅為客戶提供工作面開采技術(shù)與裝備，還通過運(yùn)維服務(wù)平臺建設(shè)，為用戶提供設(shè)備工況監(jiān)測、故障分析預(yù)警和專業(yè)化運(yùn)維等增值服務(wù)，促進(jìn)了煤礦智能化應(yīng)用普及。

（二）技術(shù)集成創(chuàng)新

天地采掘在品牌建設(shè)中，還十分注重技術(shù)集成創(chuàng)新。通過集成多項國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)體系，不僅提升了采煤機(jī)的整體性能和技術(shù)水平，也增強(qiáng)了公司的核心競爭力和市場地位。

1.智能化控制系統(tǒng)

通過引入先進(jìn)的傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)的智能感知、自適應(yīng)截割和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，顯著提高了煤礦開采效率和安全性。

2.高效截割技術(shù)

針對煤層的硬度和厚度特點(diǎn)，開發(fā)了高效截割技術(shù)。通過優(yōu)化截割機(jī)構(gòu)設(shè)計和截割工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效、低耗的截割作業(yè)，提高了煤炭采出率和資源利用率。

（三）產(chǎn)業(yè)化模式創(chuàng)新

公司深入探索實(shí)施產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)化模式，加速科技成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為采煤機(jī)的研發(fā)和推廣提供了有力的保障，也為整個煤炭開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。

1.產(chǎn)學(xué)研緊密合作

公司與高校、科研機(jī)構(gòu)建立緊密的合作關(guān)系，共同開展技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)。這一模式充分發(fā)揮出各方的優(yōu)勢資源，提高了研發(fā)效率，降低了研發(fā)成本。

2.用戶參與研發(fā)

在研發(fā)過程中，公司積極邀請用戶參與產(chǎn)品的研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證工作。通過用戶的反饋和建議，不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)一步提高用戶滿意度和產(chǎn)品的市場競爭力。

七、展望與思考

（一）行業(yè)發(fā)展趨勢

未來，煤炭行業(yè)將繼續(xù)面臨轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展的壓力和挑戰(zhàn)。采煤機(jī)作為煤炭開采裝備領(lǐng)域的重要分支，其發(fā)展趨勢將受到行業(yè)整體發(fā)展形勢的影響。具體而言，以下幾個方面的發(fā)展趨勢值得關(guān)注：

1.智能化、自動化水平提升

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，采煤機(jī)開采技術(shù)的數(shù)字化、智能化水平將得到不斷提升。增加和完善更加智能的感知、決策和執(zhí)行等功能，能夠極大地提高采煤機(jī)的開采效率和安全性。

2.技術(shù)融合與創(chuàng)新

采煤機(jī)技術(shù)將更加注重與其他領(lǐng)域技術(shù)的融合與創(chuàng)新。例如，與地質(zhì)勘探、機(jī)器視覺、自動駕駛等技術(shù)的結(jié)合，可以形成綜合性的解決方案，提高煤炭開采的整體效益和可持續(xù)性。這種跨領(lǐng)域的技術(shù)融合，將為特厚煤層開采技術(shù)帶來新的發(fā)展空間。

（二）技術(shù)升級方向

未來，采煤機(jī)技術(shù)升級方向，有以下幾個方面值得關(guān)注：

1.高功率密度、高效率采煤機(jī)研發(fā)

為進(jìn)一步提高煤礦工作面的開采效率，淘汰落后產(chǎn)能，天地采掘?qū)⒗^續(xù)研發(fā)更大功率、更高效率的采煤機(jī)系列產(chǎn)品。同時，通過優(yōu)化設(shè)計和改進(jìn)工藝，實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)量、更低能耗的開采目標(biāo)。

2.智能化、自適應(yīng)截割技術(shù)提升

智能化、自適應(yīng)截割技術(shù)，是未來煤炭開采技術(shù)的重要發(fā)展方向。通過引入更先進(jìn)的傳感器、控制系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、高效的截割作業(yè)。

（三）市場競爭策略

在未來的市場競爭中，天地采掘公司將采取以下策略來應(yīng)對挑戰(zhàn)和拓展市場。

1.進(jìn)一步加強(qiáng)品牌建設(shè)

通過加強(qiáng)品牌宣傳和推廣，提升天地采掘公司的知名度和影響力。同時，注重產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量的提升，增強(qiáng)用戶忠誠度和口碑傳播效應(yīng)。

2.拓展國際市場

在鞏固國內(nèi)市場地位的基礎(chǔ)上，公司通過參加國際展會、開展國際合作等方式，展示自身的創(chuàng)新實(shí)力和品牌價值，進(jìn)一步拓展國際市場，真正實(shí)現(xiàn)塑造世界采煤機(jī)品牌的目標(biāo)。

（四）產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

采煤機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，需要整個煤炭開采產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。天地采掘公司將注重與上下游企業(yè)的合作與溝通，共同推動產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。具體而言，將采取以下措施：

1.加強(qiáng)供需對接

與上游供應(yīng)商和下游用戶建立緊密的合作關(guān)系，加強(qiáng)供需對接和信息共享，及時吸收和消化前沿技術(shù)。通過協(xié)同采購、聯(lián)合研發(fā)等方式，降低成本、提高效率、優(yōu)化資源配置。

2.推動技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級

積極參與行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級活動，與合作伙伴共同開展技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)。通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，助推整個產(chǎn)業(yè)鏈提升競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

編輯/溫碧琳 統(tǒng)籌/蘇曉