煤炭科技發(fā)展新方向

煤炭科技新進(jìn)展2009年9月25日祝賀河南理工大學(xué)建校100周年煤炭科技新進(jìn)展一、煤炭科技發(fā)展方向二、煤炭科技新成果三、煤炭科技研發(fā)建議祝賀河南理工大學(xué)建校100周年煤炭科技新進(jìn)展一、煤炭科技發(fā)展方向提高礦井機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化水平提高安全辨識(shí)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平完備煤礦生產(chǎn)條件和勞動(dòng)環(huán)境保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境

煤炭科技新進(jìn)展煤炭科技發(fā)展方向?qū)崿F(xiàn)科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展

——高產(chǎn)高效、減人提效——節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境——安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)煤炭科技新進(jìn)展煤炭科技發(fā)展方向1.大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)2.建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)3.薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)4.煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)5.煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)二、煤礦科技新成果煤炭科技新進(jìn)展煤礦科技新成果煤炭科技新進(jìn)展1.大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)煤礦科技新成果難點(diǎn)

煤層傾角15~20°、走向起伏8~12°、煤厚6.3m一次采全高設(shè)備的穩(wěn)定性和頂板、煤壁穩(wěn)定性問(wèn)題。

6.2m大采高回采工藝技術(shù)及裝備的穩(wěn)定性與可靠性控制

國(guó)內(nèi)尚無(wú)復(fù)雜開(kāi)采條件下6.2m大采高成套回采裝備成套國(guó)產(chǎn)化大采高裝備的配套研發(fā)技術(shù)易自燃煤層大采高工作面的防滅火技術(shù)

氣動(dòng)復(fù)合膠體防滅火技術(shù)

影響大采高開(kāi)采的其它保障技術(shù)巷道控制與快速掘進(jìn)及保障技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)要主技術(shù)內(nèi)容大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)研究煤礦科技新成果裝備穩(wěn)定性控制創(chuàng)新

率先采用了支架防倒自動(dòng)控制裝置，在支架掩護(hù)梁、頂梁安裝角度傳感器，底座安裝位移傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支架工作參數(shù)，及時(shí)反饋給電液控制系統(tǒng)，對(duì)支架液壓系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行微調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)支架防倒自動(dòng)控制。大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)研究煤礦科技新成果成套裝備的國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)新

經(jīng)過(guò)反復(fù)論證和研究，認(rèn)為國(guó)內(nèi)煤機(jī)制造企業(yè)有能力制造大功率裝備，所以，聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)煤機(jī)制造企業(yè)，對(duì)支架及主機(jī)設(shè)計(jì)制造和配套進(jìn)行攻關(guān)、協(xié)同制造，成功研發(fā)制造了我國(guó)首套大采高裝備。大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)研究煤礦科技新成果成套裝備主要性能參數(shù)

（1）國(guó)產(chǎn)支架(ZY10000-28/62;42.5噸/架)結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度滿足10800kN工作阻力；（2）國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)裝機(jī)功率2300kW，生產(chǎn)能力4500噸/小時(shí)；（3）國(guó)產(chǎn)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力4000噸/小時(shí)、轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸能力5000噸/小時(shí)、破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)寬度1350mm。大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)研究煤礦科技新成果

本項(xiàng)目在羊場(chǎng)灣煤礦成功實(shí)施后，每年創(chuàng)總產(chǎn)值18.8億元，創(chuàng)造利潤(rùn)5.38億元，凈增利潤(rùn)1.18億元。

經(jīng)濟(jì)效益

社會(huì)效益提高了資源回收率與效率，為建成“億噸寧東”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；提高了本行業(yè)開(kāi)采技術(shù)水平；極大地提高了我國(guó)煤機(jī)制造業(yè)成套裝備的整體研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造水平，提高了民族產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。大傾角6.2m大采高開(kāi)采集成技術(shù)研究煤礦科技新成果2.建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤炭科技新進(jìn)展煤礦科技新成果煤矸石與粉煤灰問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)有矸石山1600余座，堆積量超過(guò)45億t，占地超過(guò)15000ha2。目前每年產(chǎn)矸量超過(guò)2.5億t,煤礦區(qū)自備電廠歷年排粉煤灰放達(dá)到5億t以上，且每年新增5千萬(wàn)t。

矸石山和粉煤灰除了占用大量的土地資源外，還會(huì)嚴(yán)重污染空氣和地下水。建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果

解決相關(guān)問(wèn)題的思路解決問(wèn)題的總體思路技術(shù)措施矸石直接充填置換“三下”壓煤循環(huán)利用礦區(qū)廢棄物保護(hù)礦區(qū)土地與環(huán)境回收“三下”壓煤資源實(shí)施目標(biāo)存在問(wèn)題傳統(tǒng)辦法實(shí)際效果煤矸石與粉煤灰露天排放占用土地、污染環(huán)境、爆炸制磚等用量少、規(guī)模小“三下”壓煤遷村開(kāi)采噸煤增加成本50元左右，歷史與文化問(wèn)題條帶開(kāi)采采出率50%傳統(tǒng)充填開(kāi)采沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣應(yīng)用建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果（1）矸石與粉煤灰充填開(kāi)采方案研究（2）矸石與粉煤灰充填輸送系統(tǒng)研究（3）矸石與粉煤灰充填開(kāi)采裝備研究（4）矸石與粉煤灰充填開(kāi)采工藝研究（5）采空區(qū)充填率以及地表沉陷控制項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果固體直接密實(shí)充填方式

在地面將矸石與粉煤灰混合后通過(guò)投料鉆孔投放到井下，采用膠帶輸送機(jī)將其運(yùn)送到充填開(kāi)采工作面的采空區(qū)，運(yùn)用研制的自夯式充填開(kāi)采液壓支架、輸送機(jī)等配套設(shè)備進(jìn)行矸石與粉煤灰的采空區(qū)充填,并進(jìn)行夯實(shí)。建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果割煤和充填的同步進(jìn)行，當(dāng)矸石堆積到一定量后，用夯實(shí)裝置把充填料推到支架后上部，使其接頂并進(jìn)行夯實(shí),這是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果高濃度膏體充填方式

把矸石破碎,加以新型膏體膠結(jié)料作固化劑,采用泵壓管道輸送,專用充填液壓支架隔離,對(duì)厚煤層工作面矸石膏體充填。建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果

為膏體充填研制了專門的全封閉充填支架，工作面采煤區(qū)、充填區(qū)的支護(hù)、充填料漿的隔離都由充填支架實(shí)現(xiàn)。建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)煤礦科技新成果3.薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)煤炭科技新進(jìn)展煤礦科技新成果項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)

采用支架高強(qiáng)整體薄頂梁電液控制、采煤機(jī)整體薄短機(jī)身保證下限過(guò)機(jī)高度、刮板輸送機(jī)高強(qiáng)度低槽幫等設(shè)備配套矮化改造技術(shù)。在截深0.6～0.8m時(shí)可實(shí)現(xiàn)300～400t/h以上的高生產(chǎn)能力，而采高低到0.9m時(shí)仍具有良好工作狀態(tài)的極致三機(jī)配套。ZY3300／07／13型兩柱掩護(hù)式液壓支架SGZ630／220改進(jìn)型鑄焊結(jié)構(gòu)刮板輸送機(jī)MG160／360-WD型交流變頻電牽引采煤機(jī)薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)煤礦科技新成果

應(yīng)用大功率、高強(qiáng)度機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和切割機(jī)構(gòu)，提高破巖能力和生產(chǎn)能力。在煤厚0.9米以下時(shí)能夠切割硬度系數(shù)為f5的頂?shù)装鍘r石。薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)煤礦科技新成果

應(yīng)用電液控制技術(shù)和采煤機(jī)遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主要工序自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)快速跟機(jī)。

綜采支架電液控制系統(tǒng)薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)煤礦科技新成果項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)

該成果確定了0.9米左右較極薄煤層綜采開(kāi)采的總體技術(shù)方案，設(shè)計(jì)研制出了適合較極薄煤層開(kāi)采的綜采三機(jī)配套設(shè)備。在較極薄煤層首次采用大功率薄短機(jī)身滾筒式電牽引采煤機(jī)有效提高了截割功率和割煤能力，實(shí)現(xiàn)下限過(guò)機(jī)高度；液壓支架采用高強(qiáng)薄頂梁、電液控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了快速跟機(jī)作業(yè)和支護(hù)、推移自動(dòng)化；加之高強(qiáng)低槽幫大運(yùn)量刮板輸送機(jī)等組合設(shè)備配套高能力矮化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在采高0.9米、截深0.6～0.8米條件下，小時(shí)生產(chǎn)能力300～400噸以上的極致配套，且工作狀態(tài)良好。在煤厚0.6～0.8米時(shí)煤層可割巖開(kāi)采。薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)煤礦科技新成果該項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)：

⑴設(shè)備整體配套合理、性能先進(jìn)、技術(shù)含量高，利用自動(dòng)化技術(shù)成功解決了較極薄煤層綜采問(wèn)題，在技術(shù)與裝備上有重大突破；⑵自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)了移架、移輸送機(jī)等主要工序自動(dòng)化操作；⑶實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，工作面內(nèi)無(wú)人，只有倆個(gè)工人在上下端頭進(jìn)行操作，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；煤礦科技新成果薄煤層綜采自動(dòng)化技術(shù)4.煤巷掘錨一體化自動(dòng)化

快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)煤炭科技新進(jìn)展煤礦科技新成果本課題開(kāi)展煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐一體自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究，將煤巷掘進(jìn)由機(jī)械化向自動(dòng)化方向推進(jìn)，提高掘進(jìn)速度、減少掘進(jìn)工作面用人，改善作業(yè)環(huán)境，提高大斷面巷道維護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)本質(zhì)安全。煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)煤礦科技新成果.自動(dòng)截割導(dǎo)航由機(jī)載控制器與計(jì)算機(jī)聯(lián)合運(yùn)算處理，進(jìn)行截割頭運(yùn)動(dòng)軌跡的離散化，構(gòu)建給定截割軌跡，為掘進(jìn)機(jī)機(jī)載控制器自動(dòng)截割提供導(dǎo)航。.截割軌跡實(shí)時(shí)調(diào)整實(shí)際檢測(cè)得到的截割頭位置，與期望的截割軌跡比較，通過(guò)電液比例控制技術(shù)調(diào)節(jié)運(yùn)行軌跡，實(shí)現(xiàn)巷道斷面成形自動(dòng)控制，同時(shí)上位機(jī)顯示運(yùn)行軌跡。煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)通信控制技術(shù)——遙控實(shí)時(shí)性和高可靠性保障機(jī)載控制器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)采用可靠性高和實(shí)時(shí)性強(qiáng)的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，在控制室內(nèi)操作遙控器，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程遙控。掘錨機(jī)可視化遙控與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)—工作狀態(tài)監(jiān)視煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)

采用二級(jí)液壓伸縮機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)前配套錨桿鉆臂的展開(kāi)和收回，減小了整機(jī)尺寸和重量；采用多自由度立體模式，配置兩個(gè)扭矩300N·m錨桿鉆機(jī)，實(shí)現(xiàn)頂板、兩幫錨桿、錨索支護(hù)；關(guān)鍵技術(shù)之二：機(jī)載錨桿鉆機(jī)與臨時(shí)支護(hù)裝置煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)之三：掘進(jìn)自動(dòng)化保障技術(shù)

濕式除塵技術(shù)——遙控可視化保障自主開(kāi)發(fā)了離心濕式風(fēng)幕除塵系統(tǒng)，除塵效率達(dá)95%以上，為可視化遠(yuǎn)程操作提供了保障，創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境。煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及與國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)項(xiàng)目對(duì)比技術(shù)成果及指標(biāo)與國(guó)內(nèi)外比較掘錨護(hù)一體化縱軸式掘進(jìn)機(jī)國(guó)內(nèi)外首次研發(fā)并應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割技術(shù)國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)掘錨機(jī)可視化遙控及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)對(duì)比項(xiàng)目自動(dòng)化掘進(jìn)普通綜掘百分率掘進(jìn)工效m/工1.20.4提高200%掘進(jìn)面需要的人員/個(gè)/班610降低40%技術(shù)成果比較應(yīng)用效果比較煤礦科技新成果煤巷掘錨一體化自動(dòng)化快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)5.煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)

監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)煤炭科技新進(jìn)展煤礦科技新成果立項(xiàng)背景和目的監(jiān)控分站應(yīng)答呼叫1#2#3#4#64#主機(jī)依次巡檢、周期約30s

近十年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的高度重視,各種煤礦監(jiān)控系統(tǒng)得到了大量推廣應(yīng)用，但其技術(shù)瓶頸也日益顯現(xiàn),主要表現(xiàn)在如下方面：系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差、擴(kuò)容困難；監(jiān)控主機(jī)煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)總線短路、斷線等故障數(shù)據(jù)丟失要求不大于5分鐘地面監(jiān)控中心總線短路、斷線等故障系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性有待提高；立項(xiàng)背景和目的煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)各自孤立，需要一體化立項(xiàng)背景和目的安全監(jiān)控信息系統(tǒng)皮帶、水泵等自動(dòng)化系統(tǒng)其它子系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)各種監(jiān)控系統(tǒng)分屬不同部門，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，不能有效綜合利用，難以實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控、災(zāi)害預(yù)警及聯(lián)動(dòng)控制;傳感器穩(wěn)定性和使用壽命存在不足；煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)

項(xiàng)目采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)建煤礦井下信息傳輸平臺(tái)。

傳統(tǒng)系統(tǒng)新型系統(tǒng)容量：小于64大于255速率：2400K最大100/1000M時(shí)間：30s小于10S恢復(fù)：持續(xù)中斷小于0.03S煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)自診斷技術(shù)自診斷傳輸平臺(tái)：端口故障、短路、斷線、通訊狀況：超時(shí)、中斷、誤碼、設(shè)備電源：AC/DC、電池電量、軟件運(yùn)行狀況：線程紊亂、存儲(chǔ)超界、煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)重大災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)—流程煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)——觸發(fā)邏輯

主要由瓦斯災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)觸發(fā)聯(lián)動(dòng)事件，當(dāng)預(yù)測(cè)到有危險(xiǎn)時(shí)，將通過(guò)異常聯(lián)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)控制。煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)報(bào)警停車停車分閘項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)綜合監(jiān)控及災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)電網(wǎng)監(jiān)控皮帶監(jiān)控視頻監(jiān)控電力分站PLC控制箱嵌入式視頻服務(wù)器工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)虛線為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)路徑：聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)—聯(lián)動(dòng)的執(zhí)行過(guò)程皮帶機(jī)異常發(fā)生電力開(kāi)關(guān)視頻…….等等…….等等煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控及重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)1.開(kāi)發(fā)了礦用本安環(huán)網(wǎng)交換機(jī)及大容量本安防爆電源；

2.構(gòu)建了煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了異常聯(lián)動(dòng)控制；

3.開(kāi)發(fā)了重大災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了瓦斯、突出等重大災(zāi)害預(yù)警。

煤礦科技新成果煤礦安全生產(chǎn)快速反應(yīng)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控