La disparition des longues conduites d'alimentation en fluide souterraines, l'élimination de la pollution environnementale et une réduction de la consommation d'énergie de plus de 30 % — le nouveau soutènement hydraulique unitaire intelligent et écologique sur chenilles pour mines de charbon, développé conjointement par le 704ᵉ Institut de China State Shipbuilding Corporation (CSSC) et Shanxi Pingyang Heavy Industry Machinery Co., Ltd., est passé de la recherche et développement de technologies clés à la production de prototypes en seulement six mois. Avec trois avantages innovants majeurs — « propulsion électrique, intégration poussée, intelligence et respect de l'environnement » —, il fait passer les équipements de soutènement minier du mode traditionnel « entraînement par pompe centralisée, assistance au déplacement manuel » à l'ère intelligente du « déplacement autonome et de la télécommande ».

Les « trois montagnes » de la station de pompe centralisée

Le soutènement hydraulique unitaire est un équipement clé pour le soutènement des mines de charbon. Il sert principalement à soutenir et contrôler le toit, à protéger les galeries et à garantir la sécurité intrinsèque sur le site de travail.

La plupart des soutènements unitaires souterrains en Chine ont longtemps adopté le mode traditionnel d'alimentation centralisée par une station de pompe centrale, nécessitant le déploiement de conduites d'alimentation en fluide pouvant atteindre plusieurs kilomètres depuis la surface ou les parois des galeries. Cette conception présente trois inconvénients majeurs difficiles à résoudre à long terme : une consommation d'énergie élevée (les pertes de pression dues au transport sur de longues distances sont considérables), une faible efficacité (le déplacement du soutènement nécessite l'aide d'équipements externes, ce qui limite considérablement la coordination entre l'abattage et le creusement) et une grave pollution environnementale (les fuites des conduites haute pression et les infiltrations d'huile hydraulique sont fréquentes).

Plus important encore, ce mode de travail « semi-fixe » soumet les mineurs à un travail physique intense et prolongé, ce qui constitue un frein majeur au développement des mines vers l'automatisation sans personnel.

Trois avancées technologiques : levée de quatre verrous industriels en six mois

Groupe motopompe intégré – se débarrasser de la « natte » des conduites d'alimentation longue distance

L'innovation la plus essentielle du nouveau soutènement réside dans le groupe motopompe intégré (système de puissance).

L'équipe a miniaturisé et intégré toutes les unités fonctionnelles clés du système d'alimentation centralisé traditionnel — station de pompe hydraulique, bloc de vannes de commande, accumulateur, réservoir d'huile, etc. — dans l'espace structurel même du soutènement. Chaque soutènement devient ainsi une unité de travail indépendante, ne dépendant plus de la station de pompe centrale ni des conduites d'alimentation longue distance, éliminant ainsi totalement la source de pollution environnementale sur le front de taille.

Entraînement électrique indépendant – réduction de la consommation d'énergie de plus de 30 %

Dans les systèmes d'entraînement hydrauliques traditionnels, le transport sur de longues distances entraîne un gaspillage d'énergie important sous forme de pertes de pression et de chaleur. Avec l'entraînement électrique indépendant, le chemin de transmission de l'énergie entre la source de puissance et l'actionneur est considérablement raccourci, ce qui réduit la consommation d'énergie de plus de 30 %. Dans le même temps, la rapidité de réponse et la fiabilité du système sont également nettement améliorées.

Déplacement autonome par télécommande – du « travail physique intense » au « contrôle à distance »

En mode traditionnel, le déplacement du soutènement nécessite une aide manuelle pour le transport, ce qui implique une charge de travail extrêmement lourde et comporte des risques de collision homme-machine, tels que l'écrasement ou la chute.

Le nouveau soutènement transforme le déplacement passif en une commande à distance : les opérateurs peuvent, depuis une zone sécurisée, effectuer l'ensemble des opérations de soutènement — déplacement, levage, soutien — indépendamment via une télécommande, éliminant fondamentalement tout risque de contact homme-machine et faisant évoluer ce secteur à haut risque vers une approche plus sûre et plus humaine.

Efficacité de l'innovation : double moteur « recherche + fabrication »

Hengtuo Hydraulic Company, filiale du 704ᵉ Institut chargée de ce développement conjoint avec Shanxi Pingyang Heavy Industry, a mis en place une équipe intégrée de projet (IPT) pour le développement de produits, conformément à la stratégie de diversification du groupe CSSC.

Hengtuo Hydraulic a mis à profit son expertise centrale en commande électrohydraulique et en systèmes d'actionnement intégrés, tandis que Pingyang Heavy Industry a apporté ses décennies d'expérience en recherche et fabrication de soutènements hydrauliques miniers. Grâce à cette synergie entre recherche et fabrication, l'équipe a réalisé, en seulement six mois, l'ensemble des travaux, de l'inspection sur site à la recherche et développement des technologies clés, en passant par la production et les tests du prototype.

Cette efficacité est relativement rare dans l'histoire du développement des grands équipements technologiques en Chine et témoigne de la force technique globale du groupe CSSC dans les deux domaines que sont le contrôle hydraulique et la fabrication de machines lourdes.

Trois grandes perspectives d'application

Exploitation intelligente en puits profond : L'exploitation en puits profond est confrontée à des défis multiples tels qu'une pression au sol élevée, des températures élevées et un transport sur de longues distances. L'efficacité du système hydraulique à pompe centralisée traditionnelle diminue fortement avec la profondeur. Le soutènement unitaire à entraînement électrique indépendant offre une solution de soutènement entièrement nouvelle pour l'abattage et le creusement intelligents à des profondeurs de mille mètres.

Construction de mines vertes : L'élimination totale des sources de pollution par infiltration d'huile hydraulique et la réduction de la consommation d'énergie de plus de 30 % font passer l'étape du soutènement sur le front de taille de « fortement polluante » à « zéro émission ».

Front de taille sans personnel : La télécommande couplée au déplacement autonome supprime la nécessité pour le personnel de rester dans les zones dangereuses pour les opérations de soutènement, fournissant ainsi l'infrastructure clé pour un véritable « suivi avec personnel, fonctionnement sans personnel » sur le front de taille.