煤礦機電裝備及發(fā)展方向

1、煤礦機電裝備及其煤礦機電裝備及其發(fā)展方向發(fā)展方向 新巨龍能源有限責(zé)任公司 李 偉2009年12月引言u隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，其機電裝備也展現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢，概括地講，就是向設(shè)備的重型化、大型化發(fā)展；向設(shè)備的集中控制與自動化發(fā)展；設(shè)備選型設(shè)計向“大馬拉小車”，高可靠性、高配置、高起點發(fā)展。 一、設(shè)備的重型、大型化是煤礦的發(fā)一、設(shè)備的重型、大型化是煤礦的發(fā)展方向展方向n1、采煤及原煤運輸設(shè)備、采煤及原煤運輸設(shè)備n2、掘進及后配套設(shè)備、掘進及后配套設(shè)備n3、供電設(shè)備、供電設(shè)備n4、礦井固定設(shè)備、礦井固定設(shè)備1、采煤及原煤運輸設(shè)備、采煤及原煤運輸設(shè)備n（1）采煤設(shè)備：推廣應(yīng)用大功率、電牽引采煤機，大

2、功率和長距離、高運力運輸刮板機；相對而言，進口大功率電牽引采煤機的可靠性更高。n目前，國內(nèi)最大型采煤機總裝機功率可達2500kw，滾筒直徑3m，截深865mm，生產(chǎn)能力大于3500t/h；最大型工作面運輸刮板機總裝機功率可達3000kw，最大運距300m，槽寬1250mm，運力可達3600t/h。從可靠性角度講，進口大功率電牽引采煤機是煤礦的發(fā)展方向。1、采煤及原煤運輸設(shè)備（續(xù)）、采煤及原煤運輸設(shè)備（續(xù)）n（2）原煤運輸設(shè)備：近幾年，與工作面配套的原煤運輸系統(tǒng)皮帶機型發(fā)展迅速，不斷升級，目前，國內(nèi)生產(chǎn)的最大型皮帶機帶寬可達2200mm，帶速5m/s，功率達3*750kw，運力可達6000t/h

3、。n從國內(nèi)外采煤工作面生產(chǎn)情況看，逐步實現(xiàn)采煤設(shè)備及原煤運輸系統(tǒng)升級、實現(xiàn)設(shè)備重型化、大型化是提高煤礦采煤工作面單產(chǎn)，實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的有效途徑。1、采煤及原煤運輸設(shè)備（續(xù)）、采煤及原煤運輸設(shè)備（續(xù)）n新巨龍公司1301工作面是第一個放頂煤綜采工作面，目前最大日產(chǎn)量達1.7萬噸，其工作面裝備MG500/1200-WD型雙滾筒采煤機，總裝機功率1200kw，滾筒直徑2m，截深0.8m，生產(chǎn)能力最大2200t/h ；前后部刮板機皆為SGZ1000/1400中雙鏈型，配備電機2*700kw，槽寬1m，上山運距230m，運力2500 t/h；轉(zhuǎn)載機為 SZZ1000/525中雙鏈型，運力2500t/h

4、；另外還有DLM3000輪式破碎機過煤能力也達到2500 t/h以上；工作面順槽原煤運輸系統(tǒng)包括兩條帶寬1.4m皮帶機，帶速4m/s，運力皆為2500t/h。這些“巨無霸”重型運輸設(shè)備保證了工作面原煤的順利外運。2、掘進及后配套設(shè)備、掘進及后配套設(shè)備n（1）掘進設(shè)備：推廣應(yīng)用綜合機械化掘進機特別是重型機械化掘進機，掘錨一體機是煤巷掘進核心設(shè)備的發(fā)展方向。n隨著煤礦掘進工藝的改進，炮掘工藝已逐步被機掘所代替，對于煤巷掘進，采用掘進機進運輸系統(tǒng)的工藝得到了推廣，而重、大機型掘進機則顯示了其高速快掘的強大威力。以新巨龍公司為例，淘汰使用120及160機型，推廣使用200機型后，煤巷掘進迎頭單進提高了

5、30%；對于巖巷掘進，炮掘工藝正被淘汰，逐步開始被綜合機械化掘進機所代替。目前國內(nèi)外都已開始進行了有益的嘗試，并取得了突破，其中，新巨龍公司使用的一臺AHM105硬巖掘進機系“奧鋼聯(lián)”與新礦集團共同研制應(yīng)用的國內(nèi)煤礦井下使用的唯一重型硬巖掘進機，引起了煤礦同行的極大興趣。其后，國內(nèi)諸廠也進行了積極探索，推出了試驗機型。2、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）n目前新巨龍公司井下共有綜合機械化掘進機12臺。其中煤巷掘進機8臺，巖巷掘進機4臺，掘錨一體機1臺。其中煤巷掘進機包括佳木斯EBZ-200型6臺，煤科總院山西分院EBZ-220TY型1臺；4臺巖巷掘進機包括“澳鋼聯(lián)”AHM105型

6、1臺，石家莊礦機公司EBH-300型2臺，煤科總院山西分院EBH-315型1臺。掘錨一體機型號MB670，系“澳鋼聯(lián)”產(chǎn)品。2、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）n（2）掘進后配套設(shè)備：推廣應(yīng)用大、中型皮帶運輸機，高配置高可靠性皮帶機是后配套設(shè)備的發(fā)展方向。n掘進后配套設(shè)備必須與掘進機能力相配套，其選型的依據(jù)是滿足運量要求及高可靠性。尤其對無條件使用矸石倉（煤倉）緩沖的后配套系統(tǒng)，在設(shè)備選型設(shè)計時要依據(jù)掘進機的最大運力而非平均運力進行選取，以免后配套系統(tǒng)對掘進機的能力形成制約。如上所述，新巨龍公司井下掘進機皆為200機型以上設(shè)備，其后配套皮帶機則選用了125及以上機型各種系列的產(chǎn)品

7、，且已有多部皮帶機配置進口減速機、免維護進口軟啟動液力偶合器、高強度簡約型機架、進口軸承及特殊加工滾筒等部件。從而淘汰使用150、80及以下各系列中小型皮帶機和刮板機，效果明顯。2、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）、掘進及后配套設(shè)備（續(xù)）n掘進設(shè)備重型化及其配套系統(tǒng)升級是礦井實現(xiàn)高效快掘的有效途徑，為礦井高產(chǎn)高掘提供了保障。新巨龍公司優(yōu)化掘進及后配套設(shè)備、系統(tǒng)升級后，掘進工作面月單進水平大大提高。煤巷迎頭月平均進尺300m，最高達460m；巖巷迎頭“澳鋼聯(lián)”AHM105掘進機平均月進130m，最高達166m，列國內(nèi)前茅。 3、供電設(shè)備、供電設(shè)備n推廣應(yīng)用高電壓等級、大容量、重型化電氣設(shè)備，3300v以上

8、高電壓等級設(shè)備及電纜是供電設(shè)備的研究和發(fā)展方向。n隨著采掘設(shè)備重型化的發(fā)展，井下供電電壓也逐步實現(xiàn)升級，供電設(shè)備也趨向大型化。供電電壓由最初的380v發(fā)展至660v、1140v，目前已推廣應(yīng)用3300v；電氣設(shè)備容量也不斷升高，國內(nèi)井下變壓器的最高容量已達3150KVA。普通移動干式變壓器推廣應(yīng)用1000KVA及以上產(chǎn)品；4800v高等級電壓設(shè)備電纜是供電設(shè)備的研究和發(fā)展方向。3、供電設(shè)備（續(xù)）、供電設(shè)備（續(xù)）n新巨龍公司井下目前已杜絕了660v等級的供電系統(tǒng)，采煤設(shè)備電壓等級為3300v，其余設(shè)備電壓等級為1140v。礦井通過優(yōu)化供電系統(tǒng)，實現(xiàn)電壓及電氣設(shè)備升級，保證了供電的可靠性及安全性，

9、滿足了采掘正常生產(chǎn)的需要。4、礦井固定設(shè)備、礦井固定設(shè)備n樹立“高起點”、“高配置”的選型理念，推廣應(yīng)用國內(nèi)領(lǐng)先的通、壓、排、提等固定設(shè)備及其控制系統(tǒng)，進口世界領(lǐng)先的設(shè)備及控制系統(tǒng)是煤礦固定設(shè)備的發(fā)展方向。4、礦井固定設(shè)備（續(xù)）、礦井固定設(shè)備（續(xù)）n新巨龍公司兩臺主井提升機及其控制系統(tǒng)采用成套瑞典ABB產(chǎn)品，單臺提升機額定運力達到970t/h，具備年產(chǎn)千萬噸的能力。其滾筒直徑達到4.5m，配備同步電機功率達4800kw，DTC直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速，為省內(nèi)唯一；副井提升機滾筒直徑達4.5m，主導(dǎo)輪、天輪直徑4.5m，配備直流電機達2000kw，罐籠配備國內(nèi)最大產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)為瑞典ABB產(chǎn)品；主

10、排水泵安裝11臺PJ-200高效高揚程多級離心泵，電機功率達1800kw，采取正壓排水方式；主通風(fēng)機為蘇格蘭豪頓動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，配備同步電機900kw，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)下鼠標控制調(diào)整葉片角度、倒轉(zhuǎn)反風(fēng)、自動倒機等功能；主壓風(fēng)機為臺灣復(fù)盛產(chǎn)品，安裝6臺SA160w螺桿式水冷空壓機，配備電機160kw；井下主皮帶運輸機為上海能運產(chǎn)品，鋼絲繩芯強力皮帶，帶寬1600mm，配備電機3*900kw，運力達3300t/h，其調(diào)速采用美國CST液壓調(diào)速技術(shù)。4、礦井固定設(shè)備（續(xù)）、礦井固定設(shè)備（續(xù)）n礦井固定設(shè)備及要害系統(tǒng)采用國內(nèi)及世界領(lǐng)先的前沿技術(shù)，實現(xiàn)高配置，是保證礦井安全高效運行的前提，提高了礦井抗

11、災(zāi)能力，是建設(shè)“本質(zhì)安全型”礦井的保障。二、設(shè)備的集中控制化與自動化是二、設(shè)備的集中控制化與自動化是礦井的發(fā)展方向。礦井的發(fā)展方向。n設(shè)備的集中控制化與自動化是現(xiàn)代化礦井的主要特征之一，也是礦井的發(fā)展方向。n新巨龍公司綜合自動化工程通過千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)連接地面、井下各個系統(tǒng)，把所有監(jiān)控信息集中到調(diào)度指揮中心，綜合自動化工程使用了6臺惠普高性能服務(wù)器，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)備份歸檔、WEB發(fā)布能力。服務(wù)器通過組態(tài)軟件和邏輯控制器進行數(shù)據(jù)的采集，在工程師站上能夠完成各個自動化系統(tǒng)的組態(tài)，達到監(jiān)測和控制的目的；同時對采集的數(shù)據(jù)進行備份，保證數(shù)據(jù)的完整性、WEB發(fā)布能力，可方便和安全地將自動化信息與辦

12、公網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，方便領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員隨時查看各分項的信息，更好地指導(dǎo)安全生產(chǎn)。n新巨龍公司對已運行的主要設(shè)備接入礦井自動化系統(tǒng)，已經(jīng)完成9個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)使用標準AB或者西門子S200/300邏輯控制器并通過標準協(xié)議向自動化平臺傳輸數(shù)據(jù)。目前實現(xiàn)了井下中央泵房、110kv降壓站、主通風(fēng)機、壓風(fēng)機、1#、2#主井絞車、井下主原煤運輸系統(tǒng)、礦井水處理站等固定設(shè)備及要害崗位的調(diào)度遠程監(jiān)測和遠程控制；副井絞車實現(xiàn)了調(diào)度遠程監(jiān)測，全部具備了無人職守條件。n礦井主要設(shè)備實現(xiàn)遠程監(jiān)測和遠程控制，對現(xiàn)代化礦井的生產(chǎn)建設(shè)具有重要的意義，能夠提高設(shè)備的控制精度，提高設(shè)備運行的安全性與可靠性，提高礦井抗災(zāi)能力及事故響應(yīng)

13、速度，同時實現(xiàn)“員工由藍領(lǐng)變白領(lǐng)”，“變崗位工為巡檢工”，降低勞動強度，提高勞動效率。三、三、“大馬拉小車大馬拉小車”，高可靠性、，高可靠性、高配置、高起點是礦井設(shè)備選型設(shè)高配置、高起點是礦井設(shè)備選型設(shè)計的發(fā)展方向。計的發(fā)展方向。n傳統(tǒng)設(shè)計觀念遵循了將設(shè)備的經(jīng)濟性作為重要指標的原則，更多的考慮了設(shè)備的初期概算投資，而忽略了設(shè)備可靠性原則的重要性，忽略了因設(shè)備可靠性不足而造成的重復(fù)損失和投資。目前現(xiàn)代化礦井進行設(shè)備選型設(shè)計時，應(yīng)將“大馬拉小車”，高可靠性、高配置、高起點作為設(shè)備選型設(shè)計的首要原則：1、“大馬拉小車大馬拉小車”原則原則n傳統(tǒng)設(shè)計觀念在設(shè)備選型時，各項參數(shù)的確定皆依據(jù)平均負荷進行計算，從近幾年煤礦生產(chǎn)情況看，尤其是采掘重型設(shè)備及原煤運輸設(shè)備，瞬時負荷超標情況很多，從而大大影響了設(shè)備可靠性、安全性及使用壽命，反而保證不了其經(jīng)濟性，這方面的教訓(xùn)也較多。故尤其對于煤礦采、掘、運設(shè)備的選型設(shè)計，宜樹立“大馬拉小車”的理念，來實現(xiàn)設(shè)備高可靠性及安全性的目的。 2、高可靠性、高配置、高起、高可靠性、高配置、高起點原則點原則n應(yīng)用世界或國內(nèi)領(lǐng)先的、高起點的先進技術(shù)，對礦井關(guān)鍵設(shè)備或設(shè)備核心部件進行高配置，達到設(shè)備免維護的目的，實現(xiàn)設(shè)備運行的高可靠性。能夠盡可能地實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效，尤其能夠大大提升礦井的安全性。2、高可靠性、高配置、高起、高