現(xiàn)代化煤礦采掘裝備技術發(fā)展趨勢資料

三一重型裝備有限公司2012.11現(xiàn)代化煤礦采掘裝備技術發(fā)展趨勢1綜采裝備三一概況掘進機裝備目錄233三一重型裝備有限公司成立于2004年1月，主要從事煤炭采掘成套設備研發(fā)、制造與銷售。擁有綜掘、綜采兩個產(chǎn)業(yè)園，占地總面積85萬平方米。2009年11月在香港成功上市（00631.HK）,是國內(nèi)第一家成功登陸香港融資平臺的煤機企業(yè)。目前主導產(chǎn)品：綜掘成套設備、綜采成套設備、煤柱回收成套裝備、礦用混凝土泵成套裝備等（涵蓋半煤巖掘進機、巖巷掘進機、掘錨護裝備、聯(lián)合采煤機組、全自動刨煤機組等）。企業(yè)介紹31.1企業(yè)技術中心概況省級企業(yè)技術中心博士后科研工作站院士工作站國家認定企業(yè)技術中心省級工程實驗室高新技術企業(yè)441.2技術人員組成科技人員655人，其中碩士以上學歷296人；博士后科研工作站入站博士后9名（已出站2名）；院士工作站，聘請院士1名。2010年初，在海外成立研究院——美國、德國研究院，現(xiàn)已聘請國際頂級煤機專家23名。5三一美國研究院院長—Grahm

Wand宋振騏院士51.3技術概況先進的設計手段

2005年引進美國PTC公司三維設計軟件PRO/E。

2007年引入ANSYS有限元分析軟件，對主要部件進行CAE分析。

2010年引入多體動力學分析軟件

ADAMS和RecurDyn、液壓分析軟件

AMESim

等。6（2）試驗設施及技術水平公司現(xiàn)有16項研發(fā)試驗臺，在產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過程中進行充分的驗證，以確保產(chǎn)品的安全性和可靠性。部分實驗臺照片如下：7液壓伺服變載試驗臺單齒試驗臺刮板機部件綜合試驗臺中小功率直流負載試驗臺電動振動試驗臺√用于進行軸向、徑向動載可靠性測試及剛體結構件疲勞測試?！逃糜谘芯繂锡X排布與截割效率的專用部件研發(fā)試驗臺。√用于刮板機主要部件的強度、疲勞試驗的綜合試驗臺，一機多用。√用于變頻器、電機性能測試?！逃糜陔娖髁悴考駝涌煽啃詼y試，滿足GJB150-16，兼容我司礦用電器零部件振動可靠性試驗。8◆綜采裝備9目前，三一重裝是國內(nèi)首家“一家一地”完成綜采成套設備設計、配套、生產(chǎn)、服務的供應商，憑借強大的技術能力和豐富經(jīng)驗幫助客戶實現(xiàn)在采煤

和經(jīng)濟指標上的需求，竭盡全力為提供全面高效的綜采成套解決方案。2.1概況10聯(lián)合采煤機組在結構上以工作面綜采成套設備（采煤機、刮板輸送機、液壓支架）為核心，連帶相關的順槽輔助設備（轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶機尾自移裝置、設備列車及車載設備等）。通過中央控制室內(nèi)中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)整個全套綜采設備的數(shù)據(jù)通訊、集中監(jiān)控和管理，構建了一個本質(zhì)安全的“一體化”和“自動化”的聯(lián)合采煤機組。11類別項目設計目標標準配置MZ50年產(chǎn)量：30-50萬噸

工作面長度：100-200m煤層厚度：0.95-1.5m采煤機：MG100/245-BW刮板輸送機：SGZ630/220液壓支架：ZY3000/08/18MZ100年產(chǎn)量：50-100萬噸工作面長度：100-200m煤層厚度：1.6-3.0m采煤機：MG170/411-WD刮板輸送機：SGZ630/264液壓支架：ZY5000/14/32MZ200年產(chǎn)量：100-200萬噸工作面長度：150-200m煤層厚度：2.2-3.5m采煤機：MG300/710-WD刮板輸送機：SGZ764/630液壓支架：ZY6000/20/40MZ300年產(chǎn)量：200-300萬噸工作面長度：200-250m煤層厚度：2.3-3.8m采煤機：MG500/1180-WD刮板輸送機：SGZ900/1050液壓支架：ZY6000/20/40MZ400年產(chǎn)量：200-400萬噸工作面長度:200-250m煤層厚度：2.7-4.5m采煤機：MG650/1720-WD刮板輸送機：SGZ1000/1400液壓支架：ZY9000/24/502.2采煤機組型譜12自動化極限化綜采發(fā)展方向一體化2.3發(fā)展方向無人化采煤機組13聯(lián)合采煤機組“一體化”設計主要考慮的設計原則包含了：生產(chǎn)能力匹配原則、幾何結構匹配原則、工作性能匹配原則、使用壽命匹配原則、地質(zhì)條件匹配原則、開采工藝匹配原則。聯(lián)合采煤機組一體化設計設備配套方案成套設備數(shù)據(jù)庫自動化程度地開幾使生使質(zhì)采何用產(chǎn)用條工關性能壽件藝系能力命存入計算發(fā)展方向一：一體化14發(fā)展方向二：自動化主要通過中央控制系統(tǒng)與支架電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)成套設備的遠程集中監(jiān)控與自動采煤工藝15自主開發(fā)綜合自動化控制系統(tǒng)，保證機組具有高安全、高效率、高自動化、高可靠性及少人化特點。√控制功能：“遠程”控制和“本地”控制?？刂乒δ苤饕獙崿F(xiàn)：程序啟停、采煤自動化、性能協(xié)調(diào)、復雜工況監(jiān)控等?！瘫O(jiān)視與顯示功能：實現(xiàn)參數(shù)監(jiān)控與圖像監(jiān)測，文字、動畫、視頻顯示?！掏ㄓ嵟c閉鎖功能：通過擴音電話實現(xiàn)工作面內(nèi)、工作面與順槽皮帶、工作面與地面調(diào)度室通話，出現(xiàn)緊急情況的通過閉鎖停設備?！瘫Ｗo與診斷功能：設備啟停車報警、傳感器超限報警、閉鎖報警、故障報警、過載極限工況自動保護、報警設備故障診斷。發(fā)展方向二：自動化16自主開發(fā)綜合自動化控制系統(tǒng)，保證機組具有高安全、高效率、高自動化、高可靠性及少人化特點?！虖碗s工況監(jiān)控技術:冒頂檢測：基于傳感器融合技術對冒頂工況進行實時判斷。底板起伏:對長壁工作面煤層底板起伏變化狀態(tài)進行有效的監(jiān)測.俯仰調(diào)節(jié):針對啃底與飄刀情況，通過在采煤機機身上的傳感器對機身傾角進行監(jiān)測，及時調(diào)節(jié)采煤機滾筒下一刀的臥底量，從而達到對啃底與飄刀工況進行修正。發(fā)展方向二：自動化17發(fā)展方向三：極限化薄煤層采煤機400B系列采煤機是在德國EDW系列基礎上優(yōu)化改進而形成的產(chǎn)品。在整機布局、技術參數(shù)、設備形成、自動化程度等方面具有明顯的優(yōu)勢。該產(chǎn)品定位在：整體布局采用機身爬底板方式。最小可滿足0.7米煤層的需求。最大程度適應底板起伏變化的要求。適應采煤機俯仰調(diào)節(jié)要求。遠程遙控，適應自動化開采工藝要求，減輕工人勞動強度。遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)18刨煤機組BH38/2×400型刨煤機適用薄煤層開采，性能參數(shù)如下：1000

t/h250

m800

kW輸送能力：設計長度：裝機功率：刨鏈規(guī)格：38×137發(fā)展方向三：極限化技術呈現(xiàn)出兩大特點：裝機功率越來越大，以德國為代表，80年代中期最大功率也只有500kW，目前已達到800～1600kW，其體積向著緊湊型方向發(fā)展，可靠性更高，自動化控制程度更高。目前刨煤機的技術水平已發(fā)展到了采高0.6～3

m，截深最大可達

350

mm，可刨煤硬度f=4，刨速最高可達3

m/s，刨鏈達φ48mm，裝機功率最大可達2×1000

kW，鋪設長度達350

m。適用范圍不斷擴大，刨煤機不但用于采煤，還用于開采油母頁巖等其他有用礦物，并取得較好的效果。19最高發(fā)展方向:無人化采煤機組“無人化”工作面是自動化技術發(fā)展的最高程度，工人不需出現(xiàn)在回采工作面內(nèi),在工作面以外的地點操作和控制綜采設備,自動完成工作面內(nèi)的采裝煤、運煤、支護等各項工序?！盁o人化”工作面需要不同領域技術的交叉和融合。機組自動化關鍵技術分解20掘進機裝備21三一掘進機機從2004年第一臺掘進機下線至今，共生產(chǎn)銷售2800余臺掘進機，2011年銷售700多臺；掘進機質(zhì)量水平的中國第一，力爭實現(xiàn)世界第一。掘進技術的領跑者，引導行業(yè)的技術潮流。三一掘進機成為“適用、高效、人性”的代名詞。223.1三一掘進機產(chǎn)品定位3.2掘進機產(chǎn)品型譜23高截割效率掘進機高可靠性和穩(wěn)定性掘進機智能化、自動化掘進機發(fā)展方向重型化和大功率掘進機個性化定制（特殊掘進機）多功能一體機3.3掘進機發(fā)展方向高效除塵人性化硬巖鉆裝機24隨著礦井產(chǎn)量的增長及巷道斷面的不斷擴大，掘進機重型化、截割大功率化是一個必然的趨勢。2005年12月，EBZ200H懸臂式掘進機在沈陽在三一產(chǎn)業(yè)園下線，標志著三一重裝在國內(nèi)率先進入到全巖領域。之后，又陸續(xù)推出了EBZ318（H），使之形成系列，在橫軸式掘進機領域三一重裝處于起步階段，相繼推出EBH360、EBH418。EBH418巖巷掘進機EBH360巖巷掘進機EBZ318H巖巷掘進機發(fā)展方向一：重型化和大功率25高效的截割效率是掘進機關鍵性能指標，也是客戶重點關注要求的性能。采用自主開發(fā)的截割頭優(yōu)化設計軟件，改善截齒受力；采用大慣量小直徑截割頭，破巖過斷層能力強；專利的截齒設計，合金頭周圍鑲嵌合金柱，提高截齒的壽命。優(yōu)化設計軟件專利截齒發(fā)展方向二：高截割效率26掘進機在巷道中工作，維修工作相對較困難，且設備停機維修影響巷道進尺，因此掘進機可靠性至關重要。一方面注重提高零部件的可靠性；另一方面完善過載保護、機組運行狀態(tài)檢測、故障自動診斷等功能。發(fā)展方向三：高可靠性和穩(wěn)定性故障自動診斷截面可靠性的結構件27現(xiàn)代掘進機最重要的發(fā)展方向是智能化、自動化。國家設立了863計劃重點研究煤巷懸臂式掘進裝備可視化遠程監(jiān)控等技術。三一掘進機升級換代機采用智能化技術：掘進機遠程遙控技術；斷面成型顯示；故障專家診斷系統(tǒng)。發(fā)展方向四：掘進機智能化、自動化斷面成型顯示故障專家診斷系統(tǒng)遙控操作28特殊巷道的個性化掘進機成為掘進機的一個重要發(fā)展方向，例如窄、矮型掘進機、大坡度掘進機等實現(xiàn)未來特殊巷道、特殊工況機械掘進，例如三一的EBZ132CZ窄機身、EBZ260大坡度等。EBZ260大坡度EBZ132CZ窄機身發(fā)展方向五：個性化定制29掘錨一體機掘鉆一體機隨著巷道掘進技術發(fā)展，掘進機不單單具有掘進功能，開始與其他功能復合，實現(xiàn)一機多用。例如：掘進+支護、掘進+架棚、掘進+掘鉆、掘進+錨護等，掘進機正在朝著多功能一體化發(fā)展。三一掘錨一體機、超前支護機已在兗州、永城等地下井使用。發(fā)展方向六：多功能一體機30配套的長壓短抽風幕式除塵系統(tǒng)，其總除塵效率≥95%，呼吸性粉塵的除塵效率≥75%，礦工在工作區(qū)域可不戴器口罩工作。徹底解決了全巖巷道掘進時粉塵大、無法工作的難題，有效地保障了掘進工作面礦工的身體健康。長壓短式除塵系統(tǒng)發(fā)展方向七：高效除塵技術31掘進機人性化設計是未來掘進機發(fā)展趨勢，涵蓋人員舒適性、安全性、維修保養(yǎng)方便性等方便。發(fā)展方向八：人性化行業(yè)首創(chuàng)礦用防塵供吸系統(tǒng)—保證人員舒適、安全集中潤滑系統(tǒng)—維護保養(yǎng)方便遙控操作—方便、安全聲光語音報警器—生動、清晰32硬巖鉆裝機是針對我國全巖且窄小的巷道快速掘進問題提出的一個全新解決方案，該機小巧，集鉆、裝于一體實現(xiàn)了一機多用功能，替代人工打炮眼及裝矸石的落后工藝，提高巷道的開拓速度。發(fā)展方向九：硬巖鉆裝機單臂鉆裝機雙臂鉆裝機33分類新型譜特點及趨勢橫軸掘進機EBH418橫軸式掘進機大功率、