煤炭生產(chǎn)和采掘設(shè)備發(fā)展新技術(shù).ppt

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1、1,,煤炭生產(chǎn)和采掘設(shè)備發(fā)展新技術(shù) （二） 黑龍江科技學(xué)院機械工程學(xué)院 劉春生 2008.4.17,2,采掘機械機電控制技術(shù),煤炭發(fā)展重點熱點 采掘機械的發(fā)展歷程、趨勢 安全高效綜采設(shè)備及控制技術(shù) 綜掘設(shè)備及控制技術(shù),3,采煤機械發(fā)展,機械化采煤開始于20世紀(jì)40年代，英國和原蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C。德國則同時研制出了刨煤機。 20世紀(jì)50年代初期，英國和德國相繼研制出了滾筒采煤機，但不能調(diào)高。第一代滾筒式采煤機。生產(chǎn)出采煤機與可彎曲刮板輸送機配套單體液壓支柱，奠定了煤炭開采機械化的基礎(chǔ)。 另外，1954年英國研制成功了液壓自移支架，從此采煤機械得以全面發(fā)展。,二、采掘機械的發(fā)展歷程、趨

2、勢,4,采煤機械發(fā)展,20世紀(jì)60年代，英國、德國、法國和原蘇聯(lián)先后對采煤機截割滾筒的兩項革命性改進：一是在工作中實現(xiàn)截煤滾筒調(diào)高；二是截煤滾筒改進成螺旋滾筒。這兩項改進是滾筒式采煤機成為現(xiàn)代化采煤機械的基礎(chǔ)。這種單搖臂滾筒可調(diào)高采煤機，擴大了采煤機的適用范圍。第二代采煤機。 1964出現(xiàn)雙滾筒采煤機，解決了工作面自開缺口問題。第三代采煤機,5,采煤機械發(fā)展,20世紀(jì)70年代以來，綜合機械化得到進一步發(fā)展和提高，朝著大功率、遙控方向發(fā)展，其性能愈益完善。工況自動監(jiān)測、故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機上得到應(yīng)用。 1970年研制成功無鏈牽引采煤機和1976年出現(xiàn)電牽引

3、采煤機第四代采煤機。,6,20世紀(jì)70年代是我國綜合機械化采煤起步階段,20世紀(jì)70年代初期，煤炭科學(xué)研究院上海分院研制成為綜采面配套的MD-150型雙滾筒采煤機（上海冶礦廠制造），另一方面改進為普采配套的DY100、DY150型單滾筒采煤機（無錫采和遼源煤機廠共同制造），20世紀(jì)70年代中后期，雞西煤礦機械廠制造出MLS3170型雙滾筒采煤機。,7,20世紀(jì)80年代是我國采煤機發(fā)展的興旺時期,20世紀(jì)70年代后期，在我國總共引進143套綜采成套設(shè)備中，世界主要采煤機生產(chǎn)國如英國，德國，法國，波蘭，日本等等綜采設(shè)備都進入了中國市場。 以西安煤機廠為主仿制的EDW300L（仿制型號MXA300

4、）型采煤機。 被列為國家“六五”科技攻關(guān)項目的MG300-W型采煤機（當(dāng)時型號為ZGC300），由上海分院負責(zé)設(shè)計、試驗，雞西煤礦機械廠負責(zé)制造。 同時，山西省與英國安德森公司達成引進AM500 型采煤機生產(chǎn)圖紙的協(xié)議，由太原礦山機器廠生產(chǎn)。自此，我國形成了大功率采煤機三足鼎立的局面。,8,20世紀(jì)90年代是電牽引發(fā)展的時代,進入20世紀(jì)90年代后，隨著煤炭生產(chǎn)向集約化方向發(fā)展，電牽引采煤機的研制從20世紀(jì)80年代開始起步，20世紀(jì)90年代全面發(fā)展。 電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑，變頻調(diào)速箱可以是機載或是非機載。進入20世紀(jì)90代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機中推廣使用，

5、上海分院先后開發(fā)成功了MG200/500-WD，MG200/450-BWD，MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG、450/1020-WD 等采煤機。太原礦山機械廠在引進英國 Electra1000直流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出來了MG400/900-WD和MG250/600-WD型兩種交流電牽引采煤機。,9,電牽引采煤機主導(dǎo)發(fā)展,70年代中期，德國Eickhoff和美國JOY公司相繼研制出最早的直流電牽引采煤機。80年代后期涌現(xiàn)了大量電牽引采煤機型，并出現(xiàn)了交流電牽引采煤機。90年代，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，開發(fā)出集電子電力、微電子、信息管理以及計算機智能技術(shù)于一

6、體的大功率電牽引采煤機。如美國的JOY公司的LS系列，英國的Anderson Electra系列，德國Eickhoff 公司的EDW 系列、SL系列。,10,支護設(shè)備發(fā)展,20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了單體液壓支柱，1954年研 制成功自移式支架； 20世紀(jì)60年代液壓支架不斷完善； 20世紀(jì)80年代強力液壓支架出現(xiàn)，工作阻力達 到15000kN； 現(xiàn)在，適應(yīng)多種地質(zhì)條件的支架和特種支架已 生產(chǎn)，液壓支架電液控制和智能化。,11,掘進機械的發(fā)展,1949年第一臺懸臂式掘進機在匈牙利問世，經(jīng)過50多年不斷改進、發(fā)展的歷程?，F(xiàn)在世界上的掘進機使用已超過5000臺?，F(xiàn)有10多個國家、20多家公司和廠商從事懸

7、臂式掘進機設(shè)計研究和制造。主要的國家是：奧地利、英國、德國、日本、蘇聯(lián)等。 1.國外： 歐洲國家普遍采用的懸臂式掘進機，是應(yīng)廣泛，但不能掘進支護平行作業(yè)； 以美國和澳大利亞的連續(xù)采煤機和錨掘機組，可實現(xiàn)煤巷的連續(xù)掘進，掘進效率高。 2.我國： 主要以懸臂式掘進機為主，經(jīng)歷兩個階段：20世紀(jì)70年代引進消化和使用、研制；現(xiàn)在，自立開創(chuàng)和系列設(shè)計。,12,,2006年9月24日據(jù)統(tǒng)計，每年中國煤炭機械市場有700億元份額，其中采掘機械占20。然而，過去我國大型煤礦采掘設(shè)備一直依賴進口。近幾年我國煤礦機電設(shè)備處于高速發(fā)展。 如：三一重型裝備有限公司不到三年時間，就推出掘鉆一體機、全自動掘進機、連采機

8、、傻瓜型掘進機及掘錨一體機等七種產(chǎn)品，均屬國內(nèi)首創(chuàng)。其中，全自動掘進機采用導(dǎo)航、數(shù)控和機器人技術(shù)，是世界第一臺基于航天技術(shù)、能夠自主定位的全自動掘進機，可實現(xiàn)無人駕駛、自動開采，達到國際一流水平。,13,采煤工作面尺寸不斷加大: 美國96年平均2575251m： 澳大利亞1874192m： 德國平均工作面長277m； 美國的最長盤區(qū)5635m； 德國的最長工作面354m；,生產(chǎn)系統(tǒng)不斷簡化；出現(xiàn)了“一礦一面、一個采區(qū)、一條生產(chǎn)線”的高效集約化生產(chǎn)模式,我國采煤機械設(shè)備總的發(fā)展目標(biāo) 1、礦井生產(chǎn)高度集中和大型化,14,2、高技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用,采煤機：交流電牽引，2000kW以上； 液壓支架：電液

9、控制和隨動技術(shù)，6s/架； 計算機和傳感器：工況監(jiān)測、故障診斷； 光學(xué)遠程傳感器，雷達成象系統(tǒng)，激光光纖系統(tǒng)，自動導(dǎo)航系統(tǒng)，智能機器人； 煤礦成為高度機械化、綜合自動化的高技術(shù)專業(yè)崗位，安全條件顯著改善。,,15,3、煤炭將轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈簟⒏咝У哪茉?先進的燃煤發(fā)電技術(shù)和先進的替代燃料系統(tǒng)：效率由33提高到60；成本降低1020；SO2、Nox和TSP排放量降低90，CO2排放量降低45； 預(yù)測50年后終端幾乎不用固體燃料，煤炭主要用來發(fā)電、合成液體和氣體燃料,,16,4、露天開采技術(shù)將進一步發(fā)展,采用大型設(shè)備：吊斗鏟的最大斗容超過200m3,單斗鏟、前裝機、鏟運機最大斗容超過5080m3，自卸汽

10、車最大載重量將達到300t以上； 廣泛采用機電一體化設(shè)備，自動控制技術(shù)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)及遙感系統(tǒng)等。,,17,5、煤礦總的發(fā)展趨勢,優(yōu)化合理的礦井總體設(shè)計 先進可靠的配套裝備（設(shè)備重型化、自動化、智能化） 科學(xué)統(tǒng)籌的管理方法 三者有機相結(jié)合，是大型集約化礦井的選擇,,18,6、重點研究的六領(lǐng)域（十一五）,(1)煤炭資源精細勘查與高效開采地質(zhì)保障； (2)東部深厚沖積層下建井綜合技術(shù)與裝備； (3)高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備； (4)以礦井瓦斯災(zāi)害綜合防治技術(shù)為重點的煤礦安全新技術(shù)與裝備； (5)以“煤基液體燃料”和煤化工多聯(lián)產(chǎn)為目標(biāo)的新型煤轉(zhuǎn)化技術(shù)； (6)煤炭高效分選潔凈利用與礦

11、區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合整治和廢棄物處理利用技術(shù)；,,19,(3)、高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備,應(yīng)用機電一體化、自動化和計算機智能化控制等高新技術(shù)，生產(chǎn)能力達到日產(chǎn)萬t以上。 主要設(shè)備包括：(量上已達到) 新型電牽引多電機驅(qū)動采煤機，總功率15002000kW以上，裝備了以微型電子計算機為核心的電控系統(tǒng)，采用先進的信息處理技術(shù)和傳感技術(shù)，實現(xiàn)了機電一體化； 液壓支架普遍采用了微機電液智能化控制技術(shù)，工作阻力達800010000kN，移架速度達68s/架以上；,,20,刮板輸送機普遍采用可控起動和工況監(jiān)測技術(shù)，采用交叉?zhèn)刃妒綑C頭、鑄焊接整體溜槽，配備750kW以上大功率電動機，輸送能力一般為200

12、03000t/h，轉(zhuǎn)載機裝機功率最大已達到525kW，具備自移功能；膠帶輸送機普遍采用液粘差速或變頻調(diào)速及多電機功率均衡驅(qū)動技術(shù)，輸送能力達到20003500t/h，輸送距離達到20004000m，膠帶運行速度不斷提高，驅(qū)動功率超過2000kW。 為適應(yīng)安全高效高強度開采，采煤工藝和生產(chǎn)系統(tǒng)不斷改進和完善，工作面長度達到350m以上、走向長度達到4000m，煤層最大開采高度達到5.5m，最低開采高度僅0.6m,實現(xiàn)了一礦一面（或兩面）的集中化生產(chǎn)模式,,(3)、高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備,21,重點研究開發(fā)年產(chǎn)8001000萬t厚煤層高效綜采成套技術(shù)裝備、年產(chǎn)能力100200萬t薄煤層

13、高效綜采技術(shù)裝備。 新型裝備采用大功率傳動技術(shù)、機電一體化技術(shù)及一系列先進結(jié)構(gòu)，單機設(shè)備實現(xiàn)工況監(jiān)測、故障在線診斷與預(yù)報、自動運行、信息儲存和對外信息傳輸?shù)裙δ埽?完成綜采工作面自動化生產(chǎn)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)研究開發(fā)，總體達到國際九十年代末期同類產(chǎn)品先進技術(shù)水平。,,目標(biāo)：,(3)、高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備,22,生產(chǎn)能力達30004000t/h，能自動控制的綜合機械化長壁開采技術(shù)與成套裝備 生產(chǎn)能力達15002500t/h，能自動控制的綜合機械化短壁開采技術(shù)與成套裝備 煤巷掘進與錨桿支護一體化快速掘進技術(shù)與成套裝備適應(yīng)小塊段、傾斜、急傾斜煤層機電一體化機械化開采的技術(shù)與裝備 用先進適用技術(shù)改造提升地方煤礦關(guān)鍵技術(shù)與裝備。,,主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)：高強度、高效率機電一體化、自動化開采技術(shù),(3)、高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備,23,歡迎提出寶貴意見 謝謝大家!,