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薄煤层机电一体化高效开采关键技术装备研究

【阿里巴巴冶金】我国薄煤层资源散布普遍,储量丰厚。目前,已探明的薄煤层可采储量约为61.5亿t,约占全国煤炭总可采储量的20%。由于薄煤层开采效力低,工热ナ劳动强度大,安全事故多,经济效益低下的原因,致使大批薄煤层煤炭资源处于搁置状况。究其原因要害在于短缺适应性好、生产效力高的薄煤层综采技能设备。特殊是各矿区在投产初期通常优先开采中厚煤层和厚煤层,将厚度1.2m以下的煤层整个废弃,挥霍了大批可贵的煤炭资源,造成了生产接续和资源平衡开采之间的抵牾日益突出,缩短了矿井的服务期限,制约了全体煤炭工业的和谐发展。

  近年来,为了进步煤炭资源应用率,我厂对薄煤层综合机械化开采进行了深刻钻研,先后为枣矿团体、新矿团体、临沂团体、山西晋城、兖矿团体等煤矿进行了薄煤层综采成套装备的设计制作,均取得了明显的经济和社会效益。

2 重要钻研内容

  依据0.65~1.3m的薄煤层赋存条件(美、英、德等重要采煤国薄煤层开采为0.8~1.3m),偏重从工作面装备选型、配套装备的生产才能、综采装备(即大功率电牵引滚筒采煤机、工作面运输装备、液压支架与电液操纵体系)等方面进行钻研。

  以进步薄煤层开采生产才能、主动化程度和工作面采、运、支重要设备可靠性为钻研方向,以实现我国薄煤层安全高效开采为目的,拟采纳机电一体化技能、盘算机操纵技能、信息技能、传感技能与采煤工艺技能相联合,在消化接收国内外先进技能的根基上,进行自主创新。即在工作面采煤机、刮板输送机、液压支架等装备实现单机主动化操纵功效的根基上,采纳红外线引动、地位速度检测、盘算机集中操纵等方法,使采煤机、刮板输送机、液压支架等装备主动完成割煤、运输、液压支架移设和顶板支护等生产流程,实现工作面主动化生产。

2.1 薄煤层机电一体化滚筒采煤机要害技能钻研

  薄煤层采煤机重要参数判断;薄煤层大功率、高强度、小尺寸采煤机机构情势和牵引方法钻研;采煤机可靠性钻研;薄煤层采煤机要害部件设计配套及优化钻研。

2.2 薄煤层刮板输送机、液压支架及主动化操纵技  术钻研

  (1)薄煤层滚筒采煤机开采条件下液压支架合理参数与选型尺度的钻研;支架总体优化设计及仿真钻研;适应薄煤层特性的支架紧凑型新构造和资料的钻研;推移机构(特别型)的配套钻研;电液操纵体系及操纵方法的钻研;液压元件高可靠性密封技能的钻研;样机试制与型式实验钻研。

  (2)薄煤层工作面体系钻研;薄煤层工作面大功率、大运量、低槽帮刮板输送机构造的研制及部署方法钻研;刮板输送机可靠性钻研;薄煤层工作面输送机减速器优化。

  (3)薄煤层电牵引采煤机开采工作面主动化操纵体系钻研;采煤机子体系钻研,包含采煤机与顺槽装备实时通讯、采煤机工作面定位技能的钻研;工作面运输装备监控子体系钻研,包含煤仓仓位、瓦斯、疏散模仿量接入和传输接口,为操纵主机(监控中心)供应开放的MODBUS接口和语音接口,支架电液操纵体系的启停及启停检测功效;支架电液操纵体系钻研,包含钻研设计与采煤机子体系、通信操纵子体系及监控中新开放的传输接口,设计出构造合理、性能可靠的电磁先导阀,操纵器硬件上采纳新型电子电器元件,软件和通信方法设计上采纳现代操纵手法和符合国际尺度的通信方法;监控中心钻研,形成采煤工作面工业现场总线操纵网络及接口技能可靠性高、利于管理保护的网络构造。

  (4)工作面综采成套装备参数的判断与选型;工作面装备的总体配套优化。

3 重要构造特性

3.1 液压支架与电液操纵体系

  (1)综合应用盘算机、通信、传感、机电一体化等技能,将液压支架的降架、拉架、升架、推移前部输送机、收伸护帮板、喷雾洒水等动作由本来的手工操作改为电液主动操纵、程序化操作。

  (2)液压支架采纳电液操纵体系,能够极大地进步煤炭生产环节的主动化水平和操作速度。

  (3)与高效采煤机匹配,可加快工作面推动速度,进步采煤工作面生产效力,实现跟机主动化作业。

  (4)解决特别地质条件和艰难生产条件下生产工艺问题,实现多架同时定量推移输送机。

  (5)在移架历程中易于实现带压移架,维护顶板的稳固性,防止冒顶事故。

  (6)较好地操纵支架初撑力,明显改进支护后果和工作面管理程度。

3.2 电牵引采煤机

  (1)采纳多电机驱动,截割电机横向部署在摇臂上,摇臂与机身通过销轴铰接,无动力传递,取缔螺旋伞齿轮等繁杂构造。

  (2)调高油缸支持反力与牵引反力均由牵引减速箱体蒙受,进步可靠性。

  (3)主机分为三段,取缔底托架构造,采纳高强螺栓与高强度螺母联接。

  (4)采纳交换变频调速技能,实现牵引速度无级调速。

  (5)采煤机实际工况有屏幕显示,减少装备故障率。

  (6)电气体系设有过热及过流维护装置。

  (7)采纳中、高压供电,监控维护体系智能化,可实现离机无线电遥控操作。

  (8)由于装机总功率不断增大,电动机、变压器、变频器等装备的体积也相应增大,为满足整机构造部署紧凑的请求,进一步进步采煤机对煤层变革的实用性,必需钻研电器装备小型化的技能道路。

3.3 刮板输送机

  (1)采纳铸焊封底式,中板采纳等离子喷涂耐磨资料,输送量达300万t以上。

  (2)采纳可调节的伸缩机尾。

3.4 顺槽盘算机集中监测监控

  目前,我国煤矿综采工作面生产装备尚未实现顺槽盘算机集中监测监控,采煤机、刮板输送机、液压支架等重要装备仍为单机操纵。因此,须要完美采煤机信息采集及三机通信联网,设立顺槽监控中心,并将大巷运输皮带纳入监控中心,依据煤量实现采煤工作面三机的主动操纵,最终实现工作面主动化。

4 结语

  薄煤层机电一体化高效开采要害技能设备的钻研,将大幅度进步薄煤层工作面的产量,下降生产成本,减轻工热ナ劳动强度,改进劳动环境和安全条件。为我国传统的薄煤层矿井开采工艺闯出一条新路,带动矿井采、掘、安、机、运、通、管等相干技能群的和谐发展,整体进步煤矿的技能程度,为煤矿可继续发展供应技能保证,并为今后实现无人值守工作面奠定坚实的根基。作者简介:冀庆来,男,汉族,1953年诞生,山东肥城人,现任枣庄矿业(团体)有限义务公司第一机械厂总工程师。曾在《煤炭开采》、《山东煤炭科技》、《枣煤科技》等学术刊物上发表论文多篇。