国产综采设备现状及发展方向探讨.docx

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国产综采设备现状及发展方向探讨

国产综采设备现状及发展方向探讨

近几年来，随着改革开放的不断深入，综采设备也取得了突飞猛进的发展，例如，在引进一百套综采设备的基础上，通过消化吸收，已全部达到了国产化，并取得了一定的经验。

在此基础上，又先后研制、开发了大功率、3.3kV电牵引采煤机，装机功率达到了1020kW，截割功率450kW，研制开发了大功率整体铸造刮板运输机。

这些成绩的取得，与改革开放是分不开的。

但是，与国外的综采设备相比，还有较大的差距。

一、我国综采设备的现状

1、采煤机：

我国现使用的采煤机，按其牵引方式的不同，可分为液压牵引和电牵引采煤机。

液压牵引采煤机其主要代表产品为AM-500和EDW-600型采煤机，这两种采煤机在八十年代和九十年代初，为我国的煤炭事业作出了很大的贡献，为我国的煤炭事业的腾飞打下了坚实的基础。

但在实际使用中，主要存在如下问题：

1、牵引力小，牵引速度较低。

2、液压牵引系统，结构复杂，一旦发生故障，影响时间较长；

3、运行成本高，与电牵引采煤机相比，吨煤多消耗配件0.64元，多耗润滑油0.13元；

4、由于液压系统结构复杂，对外界的环境要求比较苛刻，一旦进入杂质，将造成事故频繁发生。

5、各部件之间采用螺栓连接，连接强度低，经常造成损坏。

九十年代中期，上海分院和太原矿山机器厂联合开发了MG-375/830型非机载式电牵引采煤机，之后各个厂家又先后出现了机载式交流变频电牵引采煤机和电磁滑差调速电牵引采煤机。

它的出现，使我国综采设备提高了一个档次，它具有如下优点：

1、技术先进，采用了90年代世界上先进的交流变频调速技术，它由模块式大功率晶体管和微机控制技术组成，调速范围广，牵引力大，性能优良，可靠性高。

2采用了横向布置，结构简单，便于维护。

3机身分三段，取消了底托架，过煤空间增大，采用了高强度液压螺栓联接，简单可靠，拆装方便。

4截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机器联接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮，提高了机械传动效率。

5电控系统采用可编程控制器（PLC）控制，使控制系统简单可靠，增加了DSP显示窗，可随时撑握牵引速度、左右牵引电机电流、左右截割电机功率和温度等，并可记忆间隔5秒的停机之前5组工作参数，便于故障的分析和判断。

2、刮板运输机：

我国目前使用的刮板运输机按其制造方式可分为轧制式和整体铸造刮板运输机，最大装机功率2*630kW，其主要结构特点为：

1、中部槽采用整体铸造式结构，无螺栓连接，提高了可靠性，过煤量超过300万吨；

2、张紧结构采用手动闸轮结构；

3、驱动方式采用双速电机，实现软启动；

4、溜槽和溜槽之间采用哑呤销连接，连接强度达到3000kN；

5、据统计，大链和链轮的过煤量只有100万吨左右。

3、液压支架：

我国目前使用的液压支架90%以上属于支撑掩护式液压支架。

其结构特点为：

1、采用400l/min大流量手动液压操纵系统，有利于提高移架速度；

2、主要结构件（如底座等）中，高强度钢板所占的比例达到30%；

3、在实际使用中，由于受阀组加工质量和其附属件（如高压胶管、密封等）的限制，很难达到支架的公称压力31.5MPa，只能达到25MPa左右。

4、乳化液泵：

乳化液泵近几年来已经出现了大流量、高压力的乳化液泵，流量和压力分别达到了400l/min和37.5MPa，但在使用中，当达到这一压力时，乳化液泵就振动剧烈，泵头损坏严重。

5、皮带运输机：

皮带运输机这几年一直朝着大运量、长运距的方向发展，目前国内用于工作面的皮带运输机最大运距达到3000米，运量达到2500t/h，其结构的特点为：

1、主驱动装置采用电机+可调速液力偶合器+行星减速器的驱动方式，来减少对皮带的冲击和实现功率平衡；

2、皮带接头的强度已经达到母带的40∽45%，这一点虽比原来的皮带扣的质量有了很大的进步，但在实际使用中经常出现断带和皮带扣拉脱的现象；

3、托辊的质量问题，虽然有些厂家承诺其寿命超过3万小时，但在使用中经常出现由于密封、轴承的质量问题而造成的损坏。

6、电气控制方面

电气控制设备仍然采用传统式的抽屉式结构，保护性能的可靠性方面及元器件的选取方式，虽然迈了很大一步，但在使用中仍然出现振动和误动作的事故，使事故进一步扩大。

二、国外综采设备的现代化

晋城煤业集团寺河矿，可采煤层厚度为4.4~8.86m，平均厚度为6.4m，煤层倾角2~5°，近水平煤层。

矿井在确定回采工艺时，经过有关专家的认真研究讨论，确定为一次采全高工艺。

在2001年4月份进行引进设备技术交流过程中，我们有机会对国外设备的现状进行了又一次详细的了解，现将该矿所选设备的主要技术参数和特征分述如下：

1.采煤机

型号：

SL500装机功率：

1715KW

截割功率：

750KW供电电压：

3.3KV

牵引功率：

2*90KW最大牵引速度：

32.8m/min

牵引力：

757KN

技术特征

1）该采煤机具有记忆切割功能，能根据当前所记忆的切割高度等参数，实现顶板割平，底板不留台阶。

2）通过安装在机身上的红外线发射装置，实现与支架的联动，做到无人操作。

3）装机功率大，牵引力大，有利于工作面快速推移，实现高产高效。

4）通过自诊断系统，可随时了解各部件的工作状况，故障位置等，便于合理按排时间，进行处理。

5）采用多电机横向布置结构，结构简单、维护方便。

6）机器重量大，减少截割过程中的振动，提高了机内各电器元件的可靠性。

2.工作面刮板运输机、转载机、破碎机

刮板运输机

型号：

PF4/1132运量：

2500t/h链速：

1.28m/s大链规格：

2*∮42*146mm装机功率：

2*700KW软启动装置：

KP-45CSTi=39:

1

转载机

型号：

PF4/1332运量：

2750t/h链速：

1.54m/s大链规格：

2*∮34*126mm装机功率：

315KW减速器：

KP25/30i=28:

1

破碎机

型号：

WB1418通过能力：

3000t/h装机功率：

315KW

型式：

齿辊式

这套设备具有如下特征：

1）工作面刮板运输机采用CST系统，实现软启动，提高设备的使用寿命，通过装在CST内的Protec装置，可随进随地对机头尾电机进行控制，实现功率平衡。

2）大链的涨紧采用行程为500mm的可伸缩机尾架来实现，涨紧油缸的压力显示出链条的涨紧度，通过压力传感器和埋在油缸内的用来测量油缸行程的测控杆来自动调整机尾驱动架的位置，从而消除多余的松链，并防止链条的过渡涨紧。

3）采用GR型链轮，将链条通过链轮时由原来的一个轮齿承受载荷变成三个轮齿承受载荷，降低了链轮和链条的磨损，提高了链轮和链条的使用寿命。

4）破碎机采用齿辊式结构，有利于提高块率。

5）工作面刮板运输机的运行状况可以显示在支架的MCU控制系统上。

3.液压支架

支撑高度：

2.55~5.5m架型：

两柱掩护式

工作阻力：

880t立柱直径：

∮345mm

支架控制器：

PM4电液控制系统推移行程：

865mm

支架中心距：

1.75m

结构特征：

①、采用先进的PM4操纵系统，可与采煤机通过红外线实现自动定位、自动拉架，拉架方式是单架移动，还是成组移架，可随意选取，采煤机的位置、支架的工作状态等参数可以传输到顺槽巷的控制装置（MCU）上；

2、底座高强度钢板所占比例达到80%以上；

3、安全阀采用弹簧式安全阀，流量400l/min。

控制设备：

3.3kV移变：

型号：

TS1534-6/3.45容量：

2000KVA

一、二次侧电压：

6/3.45kV高压侧真空接触器：

630A7.2kV

真空接触器机械、电气寿命：

100万次/25万次

低压侧负荷中心：

3路450A真空接触器

1.14kV移变:

型号：

TS1281-6/1.1容量：

1000kVA

一、二次侧电压：

6/1.1kV高压侧真空接触器：

630A7.2kV

真空接触器机械、电气寿命：

100万次/25万次

低压侧负荷中心：

7路450A真空接触器

结构特点:

①、消弧技术：

真空接触器的吸合线圈采用3个独立线圈，通过过零点切断，实现消弧；

②、电动换向：

真空接触器的每一相都带有一个电机，实现换向；

③、具有短路、过流、漏电、相不平衡、断相等保护。

5、泵站：

乳化液泵：

型号：

EHP-3K200柱塞直径/行程：

Ф53/70mm

流量：

309l/min电机功率：

200kW

压力：

31.5∽35.7MPa

喷雾泵：

型号：

EHP-3K125柱塞直径/行程：

Ф80/50mm

流量：

516l/min电机功率：

125kW

压力：

3∽13.2MPa

结构特点：

①、柱塞采用高强度合金钢制造，表面涂“斯特里特”涂层，具有良好的耐磨性和高抗腐蚀性，且磨损后可以进行修复；

2、乳化液箱具有液面高位和低位保护，防止乳化液泵吸空；

3、乳化液泵的卸载阀采用电动卸载阀，便于根据工作面的需要，自动投入运行；

4、乳化液泵还有油温、油位、压力等保护，一旦发现问题，可立即停车，避免事故扩大。

6、皮带运输机：

运距：

3000m带速：

3.5m/s

带宽：

1400mm输送量：

≥2500t/h

储带长度：

170m

结构特点：

①、驱动装置采用电机+CST模式，来实现软启动，以减少对皮带的冲击；

2、胶带接头的强度达到母带的70∽75%；

3、皮带机的张紧采用液压绞车张紧，控制方便，反映快。

三、综机设备的发展前景

综上所述，我们详细地比较了国内、外综采设备的结构特点，从中我们不难看出，我国综机设备的装备水平与国外综机设备的装备水平相比，还有一定的差距。

这就要求我们，要根据我国的国情，不断研制开发新技术、新装置，逐步赶上或缩短与世界发达国家的差距，并逐步形成“采煤机大功率、输送机高强度、胶带机大运量、支架快移升”这样一个发展和选择主要综机设备的思路。

1、采煤机：

在我公司现有的采煤机基础上，其一要进一步提高可靠性，降低事故率，满足高产高效的生产需要；其二，进一步完善采煤机健康与否的自诊断系统，为设备的有计划检修和大修提供可靠的依据；其三，选用合适的高产高效滚筒，以提高块率获取最佳的经济效益。

2、刮板运输机向大功率、大运量、高可靠性的方向发展，尽快研究开发可靠的软起动装置和大链涨紧装置，以减少大链和链轮的磨损,延长设备的使用寿命。

3、胶带运输机：

大运量、长运距的胶带输送机起动转矩大，

必须依靠软起动来实现皮带机的平稳起动。

大运距的皮带运输机一方面要求皮带强度增加,另一方面要求皮带之间的接头强度也要相应的增强,研制高强度皮带扣也迫在眉睫。

4、支架：

日产万吨工作面的大功率采煤机，都加大了采煤机的切割速度和牵引速度，这就要求一方面要采用大流量快速移架系统，加快支架的移架速度；另一方面采用电液控制阀来配合采煤机的牵引速度，实现“无人”工作面。

5、3.3KV供电系统：

高产高效工作面要求采煤机与刮板运输机的功率加大，采煤机的切割电机功率750KW及1000KW，如仍维持1140V电压等级，带来的后果是：

电缆多，断面大，难于管理，压降大，起动电流大，波及范围广，维护工作量大。

我集团公司1998年，在完成煤炭部“八五”一条龙3.3KV电牵引采煤机的工业性试验项目中，就有3.3KV供电系统，在试验中存在的主要问题是移变的低压头及开关的事故较多，应针对这些问题加快改进速度，以提高3.3KV供电系统的可靠性。

6、高产高效矿井与工作面的建设对各类保护监测要求越来越高，国内现有一些传感器可靠性低，尤其是机载式的传感器，如瓦斯、位移、压力等传感器尚需抓紧开发。