从信湖矿到赞比亚中色卢安夏“世纪工程”,恒大江海坚持在应用场景中持续开展科技创新,以智能潜水电泵、ZNZK 五合一智能大型电泵控制装置、智能控制系统、数字孪生平台等组成的矿山智能排水系统强势赋能境外中资矿企,向世界展示我国大型潜水电泵高端装备的卓越科技实力,是忠实构建中赞、中非命运共同体和携手中非现代化的有力见证和标新注解。恒大江海生产的大型潜水电泵在中色卢安夏28号竖井的成功应用及其卓越性能表现,将重新定义全球大型潜水电泵高端装备市场及其话语权,也将重塑外界对涉华科技战、脱钩断链场景与叙事的预期,同时意味着中国在大型超深井潜水电泵科技方面绝对弱势时代的终结。
“累计排水4050万立方米,地下水位下降325米!”在位于中南部非洲赞比亚中色卢安夏新矿抽排水项目(以下简称“卢安夏新矿抽排水项目”)现场,13台(套)水泵安全高效运转,时刻刷新水淹矿山排水的世界纪录。由安徽恒大自控集团合肥恒大江海泵业股份有限公司(以下简称“恒大江海”或“公司”)研发的全球规模最大超深井智能大型潜水电泵排水系统,强势赋能“卢安夏新矿抽排水项目”这一世纪工程,不断突破人们对大型潜水电泵应用的极限想象。
从排水口涌出的地下水潺潺流淌,一路高歌,汇入20公里外的卡富埃河,并途经下游3个水电站,大幅增加电站发电量,大大缓解了赞比亚国内的电力紧张。2024年是中赞两国建交60周年,“卢安夏新矿抽排水项目”是中赞两国“珍视友谊 携手合作”的力作新篇。中国政府以及中国有色矿业集团有限公司(以下简称“中色集团”)对卢安夏铜矿的进一步投资,因为恒大江海的参与,为卢安夏地区采矿业发展注入了新的生机和更大活力。
卢安夏新矿抽排水项目是中色集团以“揭榜挂帅”的方式切实破解“水淹矿山防治水技术实施方案研究及配套技术开发”的重大科技难题。中色集团遵循“能者上、英雄不问出身”的揭榜原则,不限地域、不限领域、不限主体,鼓励跨单位组成联合体揭榜,以期加快攻克关键核心技术,切实破解被淹近23年的卢安夏新矿在生产经营和产业发展中面临的重大科技难题。
卢安夏铜矿是赞比亚矿业历史上最悠久的百年矿山,曾以世界三大铜矿之一的地位享誉全球,但在21世纪前后全球矿业寒潮的侵袭之下,这座曾经辉煌的百年矿山逐渐走向没落。赞比亚政府和人民都希望救活这座老矿山,然而,卢安夏铜矿在印度、爱尔兰等国的投资者手中几经流转,仍然难以摆脱衰竭之势。铜矿透水,非洲又多雨季,2001年,一场当地50年一遇的特大暴雨引发洪水淹井,进一步狠狠重创了这座历尽沧桑的矿山,加之前公司始终找不到能够满足排水需求的水泵,卢安夏铜矿面临着淹没于历史洪流的生存危机。
幸运的是,2009年,中色集团积极收购了濒临破产的卢安夏铜矿,并和赞比亚联合铜业控股有限公司共同成立了中色卢安夏铜业有限公司(以下简称“中色卢安夏”),这座风雨摇摆的老矿山迎来了来自东方的智慧,仅用182天就恢复了生产。
2022年底,卢安夏铜矿地表氧化矿资源接近枯竭,迫切需要盘活井下水淹资源。在中色集团的统筹引领下,2023年,中色卢安夏组织实施“揭榜挂帅”攻关研究项目,联合国内顶级的科研单位和高校院所开展科技攻关,取得了水淹矿山防治水的重大技术突破;与此同时,在全球范围内几经寻找和筛选,终于在安徽省合肥市找到恒大江海,这家国产大型潜水电泵机组高端装备的专业制造商、安全高效排水系统整体解决方案的综合技术服务商及其研发制造的高扬程、大流量、大功率的超深井大型潜水电泵,以加快排水速度,一个令世界为之惊叹的“世纪工程”逐渐展现在世人面前。
大型智能潜水泵
中色卢安夏“世纪工程”是中色集团作为有色金属行业共建“一带一路”的“排头兵”和“先行者”,在“一带一路”倡议和“走出去”战略的伟大指引下,持续加大对赞比亚矿业投资力度、促进当地经济繁荣和民生改善的重大贡献和创举。因采矿业是赞比亚重要的国民经济支柱之一,“世纪工程”获得了赞比亚政府的全力支持,赞比亚总统希奇莱马高度重视并两次亲临现场。
2024年4月11日,希奇莱马在卢安夏新矿抽排水项目现场,见证了恒大江海制造的世界首台套超深井超大型抽排水水泵的顺利吊装下潜,原卢安夏铜矿正式更名为卢安夏新矿。
大型智能潜水电泵中色卢安夏安装现场
2024年5月,希奇莱马第二次来到卢安夏新矿,参加了排水启动仪式,并与赞比亚矿业与矿产部长卡布斯韦、赞比亚铜带省省长、中国驻赞比亚大使馆临时代办王晟、时任中色集团董事长奚正平共同为卢安夏新矿排水按下“启动按钮”。这标志着卢安夏新矿发展开启了新篇章,也标志着在中国先进科技和高端装备的赋能下,赞比亚矿业发展开启了智慧矿山建设新纪元。
恒大江海董事长朱庆龙亲历了卢安夏新矿的排水启动仪式,谈及当时的感受,他至今心潮澎湃:“作为中国的民营企业能够站在世界舞台上,展现祖国高端制造装备在全球的影响力,我感到非常自豪。”中色卢安夏董事长王晶军表示,经过多番全球范围内寻找,他们最终选择了与大型潜水泵国家级单项冠军企业——恒大江海合作,潜水泵采用了大功率、大流量、高扬程特殊设计,属全球首次运用于工程实践的典范。
中国有色集团董事长文岗(中)考察中色卢安夏
卢安夏新矿抽排水项目是一项极具挑战的世界性矿山排水工程。经勘探发现,最深处达1 200多米的卢安夏新矿地下约有1.7亿立方米的静、动态总水量,这意味着工程总排水相当于13个西湖的贮水量。如此规模庞大的超深井排水工程在世界矿业史上是前无古人的伟大壮举,项目面临的首个难题就是找不到能够承受极限挑战的大型水泵。
为此,中色卢安夏“揭榜挂帅”项目在全球范围进行了水泵产品寻求与筛选,但难有能够接受极高挑战的水泵。恒大江海在得知中色卢安夏推动实施极具前瞻性的“揭榜挂帅”项目后,立即参与了“揭榜”,公司总经理兼总工程师周岩涛亲自带领技术团队前往赞比亚现场考察。经过调研,他们对为中色卢安夏“世纪工程”提供先进的潜水电泵技术和智能控制技术支撑充满信心。而这种信心和实力,在距离赞比亚一万多公里之遥的淮北矿业信湖煤矿抢险复矿项目(以下简称“信湖矿项目”)得到了先行验证。
信湖矿同样是水淹矿山,井深可达1000米。由于透水初期使用的MD矿用多级水泵过载能力不足,造成了跳闸导致的淹井,给矿山强排系统带来空前压力,迫切需要尽快完成排水作业。此外,信湖矿井下水质不稳定,泥沙浓度分布不均匀,普通潜水泵极易损坏,排水完成后更要面临排出约13万立方米泥沙的国际性难题。
“当时有点退缩,从来没有人用潜水泵排泥沙,到底能不能完成,心里很没底。董事长凭借坚定的决心,广泛搜寻并精选新材料供应商,对水泵的核心部件材料进行了近乎全面的革新与优化,最终确保了水泵能够满足特定的性能要求。”合肥三益江海智能科技有限公司(以下简称“三益江海”)副总经理李星坦言。
大型智能潜水电泵信湖矿安装现场
面对信湖矿如此高难度的工程,恒大江海采用创新方案,与子公司三益江海共同研制出新一代大型智能潜水电泵排水机组。这一先进机组采用了ZNZK五合一智能大型电泵控制装置、DCS集散控制系统、多相流(固体泥、沙、液体水、汽蚀组成的流体)千米矿井复杂控制系统等新技术,与大型潜水电泵融合使用,配合上全球独创的“排水携沙”新工艺,大大提高了矿山排水、排沙效率,助力矿山快速恢复生产。恒大江海还在项目中创造了全球多相流排水沙项目深度之最(1120米)、功率之最(最大功率达5600千瓦)、排沙浓度之最(浓度最高60%以上)等令人瞩目的纪录。
新一代大型智能潜水电泵排水机组,经受住了超深、强排、大流量、高扬程、多相流、智能化等多种复杂考验,这样的水泵正是中色卢安夏“世纪工程”在全球范围寻找的产品。恒大江海作为我国大型潜水电泵龙头企业、国家级制造业单项冠军企业,生产的大型潜水电泵在出水口径、流量、扬程、功率、电压等级等方面均居国际领先水平;在国内扬程超过600米、功率超过1000千瓦的大型潜水电泵领域,独领风骚。
大型潜水电泵信湖矿排沙现场
记者了解到,目前,信湖矿项目完成了排水及注水排沙任务,作业人员可以下到矿井巷道里开展清理和设备安装工作,已经接近工程胜利的尾声。“这对于卢安夏新矿抽排水项目来说,也是个好消息。”李星同时参与了信湖矿和卢安夏新矿项目,他告诉记者:“对于卢安夏新矿项目,大家信心百倍。”
对于赞比亚的这座百年铜矿来说,水泵就是它的心脏。卢安夏新矿抽排水项目抽排水总费用约1亿美元,并计划在18个月至21个月期间内完成抽排水工作。在中色卢安夏“世纪工程”中,恒大江海因为面临难度更高且复杂的世界级抽排水工程挑战而更加谨慎。
例如,高扬程挑战。卢安夏新矿井深可达1270米,随着矿井内水位的下降,水泵在逐渐向矿井底部慢慢下延的同时扬程会逐渐增加,潜水电泵必须在这一过程中始终保持高效能、高稳定性的运转。又如,变工况挑战。受矿井巷道水流扰动等因素影响,卢安夏新矿水质不稳定,存在分层现象,时而清澈、时而浑浊,工况的复杂性对潜水电泵排水机组的频率调节、控制策略等提出了更高要求。再如,保证大功率、大流量的同时,实现长时间运行的挑战。卢安夏新矿排水进度紧迫,按照原定项目计划要求:第一阶段需安装6台水泵,形成18万立方米/天的排水能力;第二阶段需安装9台水泵,并于2025年6月将水位降至580米以下,排出总水量的75%;第三阶段需要在2025年12月底前将水位降至850米以下,直至2026年初,全部排出1.7亿立方米的水,相当于13个杭州西湖贮水量。巨大的淹水量、复杂未知的地下环境、超深井排水、紧迫的排水计划等,对潜水电泵排水机组的性能提出了极高要求。
中色卢安夏项目排水现场
为此,恒大江海对新一代大型智能潜水电泵排水机组从冷却、推力轴承、人工智能传感等方面进行了重大创新升级。在卢安夏新矿首次运用了4600千瓦全球最大功率潜水电泵,以及由智能潜水电泵、ZNZK五合一智能大型电泵控制装置、智能控制系统、数字孪生平台等组成的矿山智能排水系统,充分向世界展现了我国新一代智能排水系统不怕水淹、自适应、变工况、多相流的综合性能优势。卢安夏新矿抽排水项目是4个矿井同时排水,为了便于实时了解项目整体排水情况和设备运行状态,进行长寿命的周期管理,恒大江海还专门建设了中央控制室。
“我们付出了很多心血,特别艰难!既要满足全扬程不过载,又要同时保证水泵的高效率运转,以及电机温升的最佳控制。二期工程后,水泵电机的温度可以做到只比环境温度高10℃,这在全球范围都是非常优秀的性能。”李星介绍。
五合一智能控制装置
矿山智能排水系统的建设效率与运行表现大大超过了所有人的预期。赞比亚当地时间2024年10月25日,第7台(套)水泵比原定计划提前10天正式排水,工程进度持续提速。截至2025年1月8日,卢安夏新矿累计排水4050万立方米,地下水位下降325米,20号井水泵连续稳定运行时间超过8个月,创造了全球功率最大、连续运行时间最长的大型潜水电泵纪录。
如今,卢安夏新矿拥有目前国际上单机功率和总功率均最高、智能化水平遥遥领先的矿井排水设备。抽排水工程取得圆满成功只是时间问题,这颗由中国企业重新塑造的强壮中国“心脏”,已经让卢安夏新矿焕发出新的强大生命力,也让非洲和世界人民感受到来自中国高端装备的硬核力量。
在安徽省科技奖励大会上,安徽省省长王清宪为恒大江海董事长朱庆龙颁发一等奖
恒大江海能够有信心、有实力支撑中色卢安夏“世纪工程”的建设,离不开自身强大的自主研发实力,尤其是安徽省大型潜水电泵及装备重点实验室(以下简称“重点实验室”)的加持。这所重点实验室由恒大江海牵头与中国科学院合肥物质研究院、中国矿业大学(北京)、合肥通用机械研究院有限公司、合肥工业大学联合共建,两次以卓越的表现获评安徽省重点实验室重组评审“优秀”等次,恒大江海的全系列潜水电泵机组真机试验以及很多零部件试验均在此处进行测试和模拟。重点实验室先后聘请中国工程院院士、清华大学教授王玉明,中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮,中国工程院院士、国家煤矿防治水专家组组长武强担任学术委员会主任。
“我希望聚集全球顶尖院士,集世界人才造中国大型潜水泵。”作为重点实验室主任、第十届全国人大代表、安徽省学术和技术带头人的朱庆龙,极具全球化视野,是一位广受尊敬的学术型企业家。他以深厚的学术底蕴、丰富的行业经验以及对跨学科领域的独特见解,带领重点实验室秉承创新、务实、进取的精神,锚定全球潜水电泵装备领域,积极推动产品智能化、高端化发展,为我国潜水电泵行业的发展作出了积极贡献。
带行星齿轮潜水轴(混)流泵
其中,新一代大型智能潜水电泵机组研发成果,由中国工程院院士陈学东、武强、王浩领衔,20多位专家参与的科技成果鉴定会认为:项目技术难度大,创新性强,实现了机组感知系统智能化、机组智能感知与多数据融合,项目成果总体达到国际先进水平;在机组功率参数指标和智能感知与多数据融合方面达到国际领先水平。恒大江海研制的深海两相流混输泵,也已经在我国首次深海多金属结核采矿1000米级全系统联动试验中取得圆满成功,实现了我国深海采矿装备和深海采矿技术的重大突破。
一系列科技创新成果的取得来之不易,要耐得住上千次的枯燥试验,才能孵化出世界领先技术。朱庆龙每周都要亲自去重点实验室四五次,带领实验室团队攻克技术难题,涉及重大项目时,他会亲力亲为撰写项目方案、实验大纲、文稿等重要材料。从信湖矿到卢安夏新矿,也是在朱庆龙的领导下,恒大江海不断实现产品与技术的落地、验证、改进、迭代、再落地,在持续创新中不断实现产品“高端化”新突破。
倘若追溯恒大江海的发展史,便会发现创新是引领它“蝶变”的灵魂。作为我国大型潜水电泵技术的策源地,恒大江海代表了我国大中型潜水电机、电泵发展历史和技术水平。21年前,它作为安徽省合肥市濒临破产的合肥电机厂,在合肥市政府挂牌转让政策的驱动下,由朱庆龙通过高新技术深度嫁接传统制造业的创新模式实现“老树发新枝”,开启了恒大江海崭新的奋进之路。21年来,恒大江海积极引进国内外先进技术设备,持续推动自主技术创新和产品智能化,取得了国家级制造业单项冠军、国家专精特新重点“小巨人”企业、国家级绿色工厂、国家技术创新示范企业、国家绿色工厂等一系列殊荣。多个新产品通过了安徽省首台(套)重大技术装备认定。公司承担了国家“十三五”重点研发计划和国家级科技项目4项,省级科研项目7项;拥有专利217项,其中发明专利111项(国际发明专利4项)。
如今,恒大江海已经成为我国乃至全球大型潜水电泵细分市场的领跑者与开拓者,成为我国企业坚持创新,努力实现科技自立自强,做强打响中国品牌的生动例证。目前,公司形成了以各类大中型潜水电泵为主体,特种高效电机和控制系统为支撑的产品体系,主要应用于两大应用场景:一是应用于矿山的主排水、强排水、抢险复矿、应急救援等领域;二是应用于水利、市政建设领域。
智慧泵站控制中心
2025年1月18日,安徽恒大自控集团将迎来30周年华诞。30年的自动化控制系统创业铸就辉煌、20年的电机水泵创业硕果累累,朱庆龙带领团队攻克了一个又一个技术“难题”,从未停下脚步。2000年、2010年和2021年,他分别以第一完成人的身份带领团队摘得安徽省科学技术一等奖桂冠。2019年,恒大江海大型潜水电泵关键技术及产业化应用获中国产学研合作创新成果奖一等奖。
奔腾不息的江海蕴藏着无限生机,滔滔流水绵延着不绝的辉煌创业史。中色卢安夏“世纪工程”是恒大江海大步走向世界的第一步。展望未来,恒大江海必将在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,继续秉持创新驱动、技术引领、自立自强的发展理念,深耕泵业市场;也将积极拥抱人工智能、大数据等新兴技术,推动大中型水泵制造向数字化、智能化方向迭代发展,通过技术革新推出更多高尖端潜水泵类产品,推动自身和大型潜水电泵行业的国际化发展进程,并为境外中资矿企高质量发展更多赋能。我们相信,在董事长朱庆龙的把舵领航下,恒大江海将开启新征程,创造中国制造的更多奇迹与辉煌。
本文刊登在2025年《中国有色金属》杂志第2期“封面故事”栏目
编辑丨雷语恬
审校丨张小红