一煤炭采掘裝備技術革新要求
當前,我國先后推出《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃 (2016~2030)》和《中國制造2025——能源裝備實施方案》,以提升煤炭開發(fā)效率和智能化水平為目標,研發(fā)煤礦巷道高效快速掘進與支護裝備、智能采掘裝備、大傾角/急傾斜煤層高效高回收率裝備。我們緊密結合國家戰(zhàn)略研究規(guī)劃,圍繞國內不同煤礦開采的難題確定自己的重點研究課題,按照以機械化代替人員,以自動化減少人員,以智能化實現(xiàn)無人化開采的思路,先后研究開發(fā)了多種具有國內外先進水平的產(chǎn)品。
二機械化采掘的前沿課題
(一)機械化采掘的難點
機械化采煤難點
一是塊煤率低;
二是薄煤層裝煤率低;
三是復雜煤層開采困難;
四是噴霧滅塵效果差。
機械化掘進難點
一是掘進速度慢,功能單一;
二是掘進成本高;
三是硬巖截割困難;
四是大傾角掘進困難;
五是需要人工輔助作業(yè)。
(二)機械化采掘的前沿課題
1、高塊煤率滾筒采煤機
研究出了“截槽開采提高塊煤率的采煤方法”。 主要是采用小直徑滾筒超前切槽卸壓,然后采用大直徑滾筒剝落自由煤體。其特點一是對復雜煤層的適應性好,二是整機結構緊湊、可靠。
2、薄煤層高裝煤率四滾筒采煤機
針對薄煤層開采難題,我們通過技術攻關,研究發(fā)明了“雙滾筒截割部的四滾筒采煤機”(如下圖所示),通過試驗應用取得顯著效果。主要特點是提高裝煤效果,增大臥底量,有效清除三角煤,對煤層適應性強。
3、復合截割機構及異形滾筒
我們研究中心根據(jù)不同條件下的礦井開采情況,先后開發(fā)了多種復合截割機構和異形滾筒,其中2款產(chǎn)品為國內首創(chuàng),2款產(chǎn)品達到“國際先進水平”。形成了系列化破巖機構產(chǎn)品,具有破巖機構互換性好,破巖機構設計先進,破巖機構性能優(yōu)異的特點。如下圖所示。
4、風水組合滅塵技術
為解決防塵滅塵問題,我們研究開發(fā)了風水組合噴嘴等設備配件,確定了有效的風水組合噴霧降塵措施,風水組合霧化效果好,噴霧降塵率達到85%。
無降塵措施的現(xiàn)場粉塵狀況
風水組合噴嘴
風水組合霧化降塵
5.鉆漲式掘進機及復合破硬巖機構
針對硬巖掘進難題,我們設計了混排截割頭、牙型齒截割頭、水射流截割頭3種形式的截割鉆頭,研制了一體化鉆漲掘進機,采用鉆孔、漲裂、切割的工藝流程,取得顯著效果。
該套設備及工藝特點是:破巖能力強、多功能組合、模塊化設計、掘進效率高;地質條件適應性好、破巖機構互換性好、合理利用地應力作用、截齒刀具優(yōu)化配置。
6.掘錨探一體化巷道開挖設備
我們研制的掘錨探一體化巷道開挖設備主要用于探水、掘進、錨護,其特點是:掘錨探循環(huán)、自動化控制、模塊化設計、掘進效率高。
7.吊軌輸送輔助快速掘進
通過吊軌高效輸送輔助設備,可以實現(xiàn)掘進支護平行作業(yè),并且地質條件適應性好,能夠輔助掘進機械設備安裝拆卸,使得機械化掘進作業(yè)速度大幅提高。
8.大傾角掘進機
我們開發(fā)研制的大傾角掘進機可以適應大傾角煤層巷道掘進,并且地錨安全、堅固,采用可靠的軌道式驅動方式,安全高效。
三智能化采掘前沿課題
(一)智能化采掘的難題
煤礦智能化采掘的主要難點在于實時監(jiān)視難、采掘環(huán)境復雜、設備自適應性差等方面。
(二)智能化采掘的前沿課題
1.遠程可視可干預采掘設備系統(tǒng)
2.智能化采煤協(xié)同控制系統(tǒng)
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