現(xiàn)代化煤礦采掘裝備技術(shù)發(fā)展趨勢

2021.11三一重型配備現(xiàn)代化煤礦采掘配備技術(shù)開展趨勢0綜采配備三一概略掘進(jìn)機(jī)配備目錄12三一重型配備成立于2004年1月，主要從事煤炭采掘成套設(shè)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。2021年11月在香港勝利上市〔00631.HK〕,是國內(nèi)第一家勝利登陸香港融資平臺的煤機(jī)企業(yè)。目前主導(dǎo)產(chǎn)品：綜掘成套設(shè)備、綜采成套設(shè)備、煤柱回收成套配備、礦用混凝土泵成套配備等〔涵蓋半煤巖掘進(jìn)機(jī)、巖巷掘進(jìn)機(jī)、掘錨護(hù)配備、結(jié)合采煤機(jī)組、全自動刨煤機(jī)組等〕。企業(yè)引見21.1企業(yè)技術(shù)中心概略3省級企業(yè)技術(shù)中心博士后科研任務(wù)站院士任務(wù)站國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心省級工程實驗室高新技術(shù)企業(yè)31.2技術(shù)人員組成科技人員655人，其中碩士以上學(xué)歷296人；博士后科研任務(wù)站入站博士后9名〔已出站2名〕；院士任務(wù)站，聘請院士1名。2021年初，在海外成立研討院——美國、德國研討院，現(xiàn)已聘請國際頂級煤機(jī)專家23名。4三一美國研討院院長—GrahmWand宋振騏院士41.3技術(shù)概略先進(jìn)的設(shè)計手段2005年引進(jìn)美國PTC公司三維設(shè)計軟件PRO/E。2007年引入ANSYS有限元分析軟件，對主要部件進(jìn)展CAE分析。2021年引入多體動力學(xué)分析軟件ADAMS和RecurDyn、液壓分析軟件AMESim

等。5〔2〕實驗設(shè)備及技術(shù)程度公司現(xiàn)有16項研發(fā)實驗臺，在產(chǎn)品的研發(fā)和消費(fèi)過程中進(jìn)展充分的驗證，以確保產(chǎn)品的平安性和可靠性。部分實驗臺照片如下：66液壓伺服變載實驗臺單齒實驗臺刮板機(jī)部件綜合實驗臺中小功率直流負(fù)載實驗臺電動振動實驗臺√用于進(jìn)展軸向、徑向動載可靠性測試及剛體構(gòu)造件疲勞測試。√用于研討單齒排布與截割效率的公用部件研發(fā)實驗臺?！逃糜诠伟鍣C(jī)主要部件的強(qiáng)度、疲勞實驗的綜合實驗臺，一機(jī)多用。√用于變頻器、電機(jī)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實驗。7綜采配備8目前，三一重裝是國內(nèi)首家“一家一地〞完成綜采成套設(shè)備設(shè)計、配套、消費(fèi)、效力的供應(yīng)商，憑仗強(qiáng)大的技術(shù)才干和豐富閱歷協(xié)助客戶實如今采煤和經(jīng)濟(jì)目的上的需求，竭盡全力為提供全面高效的綜采成套處理方案。2.1概略9結(jié)合采煤機(jī)組在構(gòu)造上以任務(wù)面綜采成套設(shè)備〔采煤機(jī)、刮板保送機(jī)、液壓支架〕為中心，連帶相關(guān)的順槽輔助設(shè)備〔轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、皮帶機(jī)尾自移安裝、設(shè)備列車及車載設(shè)備等〕。經(jīng)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(shè)備的數(shù)據(jù)通訊、集中監(jiān)控和管理，構(gòu)建了一個本質(zhì)平安的“一體化〞和“自動化〞的結(jié)合采煤機(jī)組。10類別項目設(shè)計目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)：MG100/245-BW刮板輸送機(jī)：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(jī)：MG170/411-WD刮板輸送機(jī)：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(jī)：MG300/710-WD刮板輸送機(jī)：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(jī)：MG500/1180-WD刮板輸送機(jī)：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(jī)：MG650/1720-WD刮板輸送機(jī)：SGZ1000/1400液壓支架：ZY9000/24/502.2采煤機(jī)組型譜11自動化極限化綜采發(fā)展方向一體化2.3開展方向無人化采煤機(jī)組12結(jié)合采煤機(jī)組“一體化〞設(shè)計主要思索的設(shè)計原那么包含了：消費(fèi)才干匹配原那么、幾何構(gòu)造匹配原那么、任務(wù)性能匹配原那么、運(yùn)用壽命匹配原那么、地質(zhì)條件匹配原那么、開采工藝匹配原那么。結(jié)合采煤機(jī)組一體化設(shè)計設(shè)備配套方案地質(zhì)條件成套設(shè)備數(shù)據(jù)庫自動化程度開采工藝幾何關(guān)系運(yùn)用性能消費(fèi)才干運(yùn)用壽命存入計算開展方向一：一體化13開展方向二：自動化主要經(jīng)過中央控制系統(tǒng)與支架電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)成套設(shè)備的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控與自動采煤工藝14控制功能：“遠(yuǎn)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(fù)雜工況監(jiān)控等。監(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。通訊與閉鎖功能：經(jīng)過擴(kuò)音實現(xiàn)任務(wù)面內(nèi)、任務(wù)面與順槽皮帶、任務(wù)面與地面調(diào)度室通話，出現(xiàn)緊急情況的經(jīng)過閉鎖停設(shè)備。維護(hù)與診斷功能：設(shè)備啟停車報警、傳感器超限報警、閉鎖報警、缺點(diǎn)報警、過載極限工況自動維護(hù)、報警設(shè)備缺點(diǎn)診斷。開展方向二：自動化自主開發(fā)綜合自動化控制系統(tǒng)，保證機(jī)組具有高平安、高效率、高自動化、高可靠性及少人化特點(diǎn)。15復(fù)雜工況監(jiān)控技術(shù):冒頂檢測：基于傳感器交融技術(shù)對冒頂工況進(jìn)展實時判別。底板起伏:對長壁任務(wù)面煤層底板起伏變化形狀進(jìn)展有效的監(jiān)測.俯仰調(diào)理:針對啃底與飄刀情況，經(jīng)過在采煤機(jī)機(jī)身上的傳感器對機(jī)身傾角進(jìn)展監(jiān)測，及時調(diào)節(jié)采煤機(jī)滾筒下一刀的臥底量，從而到達(dá)對啃底與飄刀工況進(jìn)展修正。開展方向二：自動化自主開發(fā)綜合自動化控制系統(tǒng)，保證機(jī)組具有高平安、高效率、高自動化、高可靠性及少人化特點(diǎn)。16開展方向三：極限化薄煤層采煤機(jī)400B系列采煤機(jī)是在德國EDW系列根底上優(yōu)化改良而構(gòu)成的產(chǎn)品。在整機(jī)規(guī)劃、技術(shù)參數(shù)、設(shè)備構(gòu)成、自動化程度等方面具有明顯的優(yōu)勢。該產(chǎn)品定位在：1〕整體規(guī)劃采用機(jī)身爬底板方式。最小可滿足0.7米煤層的需求。2〕最大程度順應(yīng)底板起伏變化的要求。3〕順應(yīng)采煤機(jī)俯仰調(diào)理要求。4〕遠(yuǎn)程遙控，順應(yīng)自動化開采工藝要求，減輕工人勞動強(qiáng)度。5〕遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)17刨煤機(jī)組BH38/2×400型刨煤機(jī)適用薄煤層開采，性能參數(shù)如下：保送才干：1000t/h設(shè)計長度：250m裝機(jī)功率：800kW刨鏈規(guī)格：38×開展方向三：極限化技術(shù)呈現(xiàn)出兩大特點(diǎn)：裝機(jī)功率越來越大，以德國為代表，80年代中期最大功率也只需500kW，目前已到達(dá)800～1600kW，其體積向著緊湊型方向開展，可靠性更高，自動化控制程度更高。目前刨煤機(jī)的技術(shù)程度已開展到了采高0.6～3m，截深最大可達(dá)350mm，可刨煤硬度f=4，刨速最高可達(dá)3m/s，刨鏈達(dá)φ48mm，裝機(jī)功率最大可達(dá)2×1000kW，鋪設(shè)長度達(dá)350m。適用范圍不斷擴(kuò)展，刨煤機(jī)不但用于采煤，還用于開采油母頁巖等其他有用礦物，并獲得較好的效果。18最高開展方向:無人化采煤機(jī)組“無人化〞任務(wù)面是自動化技術(shù)開展的最高程度，工人不需出如今回采任務(wù)面內(nèi),在任務(wù)面以外的地點(diǎn)操作和控制綜采設(shè)備,自動完成任務(wù)面內(nèi)的采裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)等各項工序?！盁o人化〞任務(wù)面需求不同領(lǐng)域技術(shù)的交叉和交融。機(jī)組自動化關(guān)鍵技術(shù)分解19掘進(jìn)機(jī)配備20三一掘進(jìn)機(jī)機(jī)從2004年第一臺掘進(jìn)機(jī)下線至今，共消費(fèi)銷售2800余臺掘進(jìn)機(jī)，2021年銷售700多臺；掘進(jìn)機(jī)質(zhì)量程度的中國第一，力爭實現(xiàn)世界第一。掘進(jìn)技術(shù)的領(lǐng)跑者，引導(dǎo)行業(yè)的技術(shù)潮流。三一掘進(jìn)機(jī)成為“適用、高效、人性〞的代名詞。3.1三一掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品定位213.2掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品型譜22高截割效率掘進(jìn)機(jī)高可靠性和穩(wěn)定性掘進(jìn)機(jī)智能化、自動化掘進(jìn)機(jī)發(fā)展方向重型化和大功率掘進(jìn)機(jī)個性化定制〔特殊掘進(jìn)機(jī)〕多功能一體機(jī)硬巖鉆裝機(jī)3.3掘進(jìn)機(jī)開展方向高效除塵人性化23隨著礦井產(chǎn)量的增長及巷道斷面的不斷擴(kuò)展，掘進(jìn)機(jī)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(jìn)機(jī)在沈陽在三一產(chǎn)業(yè)園下線，標(biāo)志著三一重裝在國內(nèi)率先進(jìn)入到全巖領(lǐng)域。之后，又陸續(xù)推出了EBZ318〔H〕，使之構(gòu)成系列，在橫軸式掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域三一重裝處于起步階段，相繼推出EBH360、EBH418。EBH418巖巷掘進(jìn)機(jī)EBH360巖巷掘進(jìn)機(jī)EBZ318H巖巷掘進(jìn)機(jī)開展方向一：重型化和大功率24高效的截割效率是掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵性能目的，也是客戶重點(diǎn)關(guān)注要求的性能。采用自主開發(fā)的截割頭優(yōu)化設(shè)計軟件，改善截齒受力；采用大慣量小直徑截割頭，破巖過斷層才干強(qiáng)；專利的截齒設(shè)計，合金頭周圍鑲嵌合金柱，提高截齒的壽命。優(yōu)化設(shè)計軟件專利截齒開展方向二：高截割效率25掘進(jìn)機(jī)在巷道中任務(wù)，維修任務(wù)相對較困難，且設(shè)備停機(jī)維修影響巷道進(jìn)尺，因此掘進(jìn)機(jī)可靠性至關(guān)重要。一方面注重提高零部件的可靠性；另一方面完善過載維護(hù)、機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)形狀檢測、缺點(diǎn)自動診斷等功能。開展方向三：高可靠性和穩(wěn)定性缺點(diǎn)自動診斷截面高可靠性的構(gòu)造件26現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)最重要的開展方向是智能化、自動化。國家設(shè)立了863方案重點(diǎn)研討煤巷懸臂式掘進(jìn)配備可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)。三一掘進(jìn)機(jī)晉級換代機(jī)采用智能化技術(shù)：〔1〕掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程遙控技術(shù)；〔2〕斷面成型顯示；〔3〕缺點(diǎn)專家診斷系統(tǒng)。開展方向四：掘進(jìn)機(jī)智能化、自動化斷面成型顯示缺點(diǎn)專家診斷系統(tǒng)遙控操作27特殊巷道的個性化掘進(jìn)機(jī)成為掘進(jìn)機(jī)的一個重要開展方向，例如窄、矮型掘進(jìn)機(jī)、大坡度掘進(jìn)機(jī)等實現(xiàn)未來特殊巷道、特殊工況機(jī)械掘進(jìn)，例如三一的EBZ132CZ窄機(jī)身、EBZ260大坡度等。EBZ260大坡度EBZ132CZ窄機(jī)身開展方向五：個性化定制28掘錨一體機(jī)掘鉆一體機(jī)隨著巷道掘進(jìn)技術(shù)開展，掘進(jìn)機(jī)不單單具有掘進(jìn)功能，開場與其他功能復(fù)合，實現(xiàn)一機(jī)多用。例如：掘進(jìn)+支護(hù)、掘進(jìn)+架棚、掘進(jìn)+掘鉆、掘進(jìn)+錨護(hù)等，掘進(jìn)機(jī)正在朝著多功能一體化開展。三一掘錨一體機(jī)、超前支護(hù)機(jī)已在兗州、永城等地下井運(yùn)用。開展方向六：多功能一體機(jī)29配套的長壓短抽風(fēng)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%，礦工在任務(wù)區(qū)域可不戴器口罩任務(wù)。徹底處理了全巖巷道掘進(jìn)時粉塵大、無法任務(wù)的難題，有效地保證了掘進(jìn)任務(wù)面礦工的身體安康。長壓短式除塵系統(tǒng)開展方向七：高效除塵技術(shù)30掘進(jìn)機(jī)人性化設(shè)計是未來掘進(jìn)機(jī)開展趨勢，涵蓋人員溫馨性、平安性、維修保養(yǎng)方便性等方便。開展方向八：人性化行業(yè)首創(chuàng)礦用防塵供吸系統(tǒng)—保證人員溫馨、平安集中光滑系統(tǒng)—維護(hù)保養(yǎng)方便遙控操作—方便、平安聲光語音報警器—生動、明晰31硬巖鉆裝機(jī)是針對我國全巖且窄小的巷道快速掘進(jìn)問題提出的一個全新處理方案，該機(jī)小巧，集鉆、裝于一體實現(xiàn)了一機(jī)多用功能，替代人工打炮眼及裝矸石的落后工藝，提高巷道的開辟速度。開展方向九：硬巖鉆裝機(jī)單臂鉆裝機(jī)雙臂鉆裝機(jī)32分類新型譜特點(diǎn)及趨勢橫軸掘進(jìn)機(jī)EBH418橫軸式掘進(jìn)機(jī)