正文 煤礦井下掘進設備現狀及發展(2 / 2)

2 掘進機研發中存在的問題

目前我國掘進機研發過程中也存在一些亟待解決的問題:

(1)產品設計理念、設計手段相對落後,無論是研究院所還是製造廠,更多重視追求應用技術,輕視基礎理論的研究。

(2)產品製造工藝、檢測實驗手段、加工設備相對落後。

(3)主要產品的核心技術並沒有完全掌握,我國掘進機的開發主要是引進、跟蹤仿製,缺少創新和自主的知識產權,如液壓閥的核心技術靠外國公司提供。

(4)產品使用壽命、可靠性相對進口產品較差,對產品的可靠性和工藝研究不夠。國內技術攻關隻側重於設計結構研究,很少進行可靠性理論、工藝方法研究。主機用原材料、關鍵部件如軸承、密封、機電、電氣元件、液壓元部件等,在使用壽命和可靠性上都存在較大的差距。

3 掘進機發展趨勢

(1)重型化

目前,國內重型懸臂式掘進機用於大斷麵岩巷的掘進在我國處於試驗階段,但國內煤炭生產逐步朝向高產、高效、安全方向發展,煤礦技術設備正在向重型化、大型化、強力化、大功率發展。雖然國內企業對重型掘進機的研究進展迅速,但國產重型掘進機與國外先進設備的差距除總體性能參數偏低外,在基礎研究方麵也比較薄弱,適合我國煤礦地質條件的截割、裝運及行走部載荷譜沒有建立,沒有完整的設計理論依據,計算機動態仿真等方麵還處於空白;在元部件可靠性、控製技術以及截割方式、除塵係統等核心技術方麵有較大差距。

目前,國內最大功率掘進機為三一生產的EBH418型岩巷掘進機,截割電機功率為418kW,額定輸出功率619kW,整機重量155t,定位截割高度3.5~6.1m,定位截割寬度4.0~8.4m,適用於岩巷掘進。

(2)自動化與智能化

巷道掘進正由傳統意義上的掘、裝、運機械化轉向現代意義的掘、裝、運、支護機械化及自動化、智能化。從技術層麵看,現階段正處於掘、裝、運與支護及遙控的整合階段。掘進機的自動控製及遠程遙控的最終目標是實現井下自動化無人值守機掘工作麵。

在掘進機遠程或自動控製方麵,國外發展較快,研究的新型掘進機可實現掘進方向監控、電機功率自動調節、截割路徑循環程控、離機遙控、切割斷麵監控等。其中英國Dosco某重型機上配備了截割頭定位裝置,德國Eickhoff和奧地利Voest-Alpine分別研製了截割斷麵和方向控製裝置,日本三井三池研製了切割功率自動調節係統,但由於國內煤質賦存差異較大,進口的掘進機因難以正常發揮作用其上述裝置常被拆除而作為普通機型使用。國家863計劃項目“薄煤層半煤岩掘進機關鍵技術研究”將對掘進機的數字化控製自動截割技術以及半煤岩掘進機可視化控製技術進行研究,通過開發配裝自主研發的控製係統,實現掘進機的自動化截割,從而提高半煤岩巷道掘進的效率和安全性。

(3)薄煤層半煤岩掘進機

隨著我國煤炭采掘業的不斷發展,中厚煤層將逐步減少,煤礦巷道必然趨於薄煤層、半煤岩巷道,如山東、貴州、四川、河南等地。因此,有一定的破岩能力、機身矮或窄、功率大的機型會成為今後市場主要機型。目前國內所生產的掘進機大多針對中厚煤層,其體積較大,不適用於薄煤層巷道的掘進;小功率掘進機由於受到功率限製,截割性能差,掘進效率低,不能滿足薄煤層複雜煤岩截割要求。因此,發展薄煤層及半煤岩掘進機將具有良好的市場前景。

針對目前薄煤層半煤岩掘進機存在的體積偏大、截割能力弱、遠程操控困難、安全性差以及功能單一等係列問題,以創新設計技術、水射流輔助截割技術、數字化控製技術、可視化控製技術等為核心,研究適應我國薄煤層半煤岩地質條件的巷道掘進機型,以滿足我國薄煤層半煤岩掘進機自動截割、遠程操控、監測和安全作業的需要。在硬岩掘進時,為了避免刀具發熱量大、刀頭磨損嚴重,采用高壓水射流輔助切割的思想,使用機械刀具破岩,水射流作為輔助進行切割。利用水射流輔助切割能有效的增強掘進機的切割能力,撲滅粉塵的同時又撲滅火花,保證了工作麵工作環境,提高了掘進效率。

作者簡介

王汝維(1976年--),男,江蘇徐州人,助理工程師,1998年畢業於彭城職業大學,現從事礦山設備設計工作。