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1、1 “淮南矿业集团中长期发展战略研究”课题“煤炭机械”子项目第三章目标与策略3.1 前言我国是一个产煤大国，也是煤炭占能源70% 以上的消费大国。近几年，煤炭工业在快速发展过程中， 涌现出一批技术装备达到世界领先水平的现代化煤矿。 例如：神华集团补连塔煤矿成为世界上生产规模最大的现代化矿井，2006年综采工作面单产达到109.5 万吨/ 月，原煤工效达到161.2 吨/ 工；神华集团黑岱沟露天矿成为我国目前生产规模最大的现代化露天矿，最高月产、 日产分别达到 250.6 万吨和9.7 万吨；中煤能源平朔安家岭井工矿一号井综放队最高月产达到122 万吨，刷新世界纪录；山西晋城矿业集团凤凰山矿在1
2、.48 米煤层厚度条件下， 2006年生产原煤 98万吨，刷新我国刨煤机工作面年产纪录；神华集团上湾矿使用连续采煤机掘进巷道，最高月进度达到3668 米，刷新我国连采机大断面双巷掘进进尺新纪录。这些先进的现代化矿井， 无一不得益于先进的技术装备。这些技术装备水平在国家一系列宏观经济政策引导下，得到了很大提高。 表现在以下几个方面：第一，适应我国复杂多样地质条件的安全高效开采技术取得较大突破。一是厚及特厚煤层综放开采技术在“两硬”、 “高韧性”煤层条件下实现了安全高效开采。2006 年平朔安家岭二号井综放队年产原煤 942.83 万吨、一号井综放队年产原煤859.9 万吨。二是厚煤层大2 采高综
3、采处于世界领先水平。 神华神东分公司上湾矿综采队创造了年产 1144.7 万吨的世界纪录。三是中厚煤层实现日产万吨以上，与国外先进国家的差距逐步缩小。四是露天开采技术创造出我国最好水平。神华准格尔分公司黑岱沟露天矿2006 年产量达到 2375万吨。第二，我国由煤炭机械制造业大国向煤机制造强国的转变进一步加快。一是采煤机制造技术升级换代加快。基本完成了由液压牵引向电牵引采煤机的转变， 采煤机生产技术处于国际先进水平，总装机功率达到2040kW ，正逐步替代进口采掘机械，基本满足了我国中厚煤层综采、大采高综采及综放开采实现安全高效的需要。二是适用多种开采条件采煤支架技术装备发展较快。放顶煤支架设
4、计已达到国际先进水平。三是采煤输送机制造技术日趋成熟。我国自主研制成功的SGZ1000/1200型和 SGZ1200/1400型的长运距、高可靠性工作面前、后部刮板输送机，为我国综放开采技术再创新高，奠定了基础。 我国自主设计制造的运距可达4000m 、带宽 5001400mm 、带速 24m/s、运量 4002500t/h 、倾角 250350、装机功率可达1500kW的各种类型的井下及地面运输带式输送机，满足了安全高效矿井煤炭运输的需要。四是掘进技术和机械化程度日夜发展，并取得成效。悬臂式掘进机形成系列化，目前从截割功率已从50kW发展到 160kW ，国产机型已有 20 多种。连续采煤机
5、、掘锚机等技术装备正在逐步完善和提高技术水平。.2 煤机制造发展目标根据高产高效煤矿生产、 循环经济及净洁生产技术发展的需要，3 煤机制造发展正在向高可靠性、大型化、自动化、高运行效能、高回收率、节能降耗方向发展。3.2.1 国际国内煤机制造发展目标国产的综采成套设备虽然已基本上能满足中国多数煤矿安全生产及高产高效（7000t/ 日）矿井建设的需要， 但和国际先进水平相比，和今后为实现中国煤矿的大型、高效及管理现代化的要求相比，仍然有较大的差距。这种差距也给国内煤机制造发展树立了发展的目标。3.2.1.1 采煤机国产采煤机与国外采煤机相比，主要有以下差距： 技术性能方面突出表现为总装机功率偏低
6、，切割能力较小。另外，可靠性方面和监控及保护系统方面都存在不小的差距。如下表：序号比较项目国外采煤机国产采煤机差距1牵引方式电牵引液化牵引为主国内电牵引占 30左右2装机功率1940kw(最大2200kw)1800kw为 81%3截割功率2750(850)kw2500kw为 67%4牵引功率2110kw255kw为 50%5最大牵引速度54m/min20m/min为 37%6滚筒截深10001200mm,最大 1500mm800mm为 65%7滚筒转速2333 转/min28 转/min为 85%8监控保护系统智能化监控、 监测、保护简单监控、保护落后 8 年9交流变频调速与控制专用变频器通用
7、变频器改造落后 5 年10主要零部件寿命如齿轮和轴承20000 30000小时5000 小时为 2511与整机无故障运行1218 个月均 6 个月为 503.2.1.2 刮板运输机近年来，中国刮板机生产企业在几次关键技术上取得了较大的突4 破，使得国产重型刮板运输机的技术性能和整机运行可靠性等方面有了明显的提高， 缩小了与国际同类产品的差距。但由于近几年国外刮板运输机在性能和可靠性快速发展，使其差距仍然不小， 具体见下简表：序 号比较项目国外刮板输送机国产刮板输送机差距1 运量5000t/h 2002500t/h 为 50% 2 使用长度430m 250300m 为 70% 3 装机功率480
8、0kw 2700kw 为 44% 4 链条规格4252m 38m 为 93% 5 中部槽宽度10001200mm 8001200mm 为 83% 6 链速1.3 1.54m/s 1.3m/s 为 84% 7 整机过煤量1200 万吨800 万吨为 67% 8 启动方式CST软启动系统调速耦合器落后 5年注：自张家口煤机公司收购帕森斯链条技术和设备后，使我国链条生产技术达到了国际行业先进水平。3.2.1.3 液压支架国产液压支架是中国综采工作面最主要的技术装备之一，也是国产综采工作面装备中生产量最大的产品。 专业煤机厂在 90 年代曾向印度出口了支撑掩护式ZZ7600/21/34 强力支架，向俄
9、罗斯出口了ZY4800/26/50大 采 高 支 架 及 向 土 耳 其 出 口 了ZY4000/18/32 、ZYD3800/18/32 及过渡、端头高位放顶煤支架等，并均取得较好的技术、经济效果。虽然， 国产液压支架以其低廉的价格，同时又以较好的技术性能满足了中国煤矿用户的基本要求而广受国内煤矿企业的欢迎和信赖， 但与国际上液压支架先进水平相比，与进一步发展中国高产高效矿井的要求相比较，仍有明显的差距。. . . 掘进机与国际先进水平相比， 我国在用煤矿主要高效掘进设备的破岩能5 力、适应性及可靠性等方面还存在一定的差距。煤矿使用的高效掘进设备，如大功率重型掘进机、连续采煤机、掘锚机组、四
10、臂锚杆钻车以及履带式全液压钻车等几乎被国外厂商（或合资）所占领，连续采煤机基本被美国JOY公司所垄断，掘锚机组主要由奥地利奥钢联公司提供，四臂锚杆钻车由澳大利亚约翰芬蕾公司控制。我国煤及半煤岩巷掘进机最大截割功率为200kW 与进口机型还有一定的差距， 连续采煤机、掘锚机组国内正在处于研制阶段。大功率重型掘进机技术比较比较项目国外国内总体参数截割功率300kW ，装机总功率555kW ，机重 120t ，截割断面5.8m8.8m 截割功率 200kW ， 装机总功率290kW ，机重 60t ，截割断面5.1m6.0m 截割机构纵轴式、横轴式内伸缩截割机构纵轴式内伸缩截割机构截齿焊接工艺真空热
11、处理， 喷涂强化， 截割硬度f =12 真空热处理，截割硬度f =810 牵引方式变量泵，压力25MPa 变量泵，压力23MPa自动控制技术全功能遥控，截割断面监视尚属空白除尘方式外喷雾加机载除尘系统，除尘效果好内、外喷雾，除尘效果差润滑方式自动集中润滑人工操作连续采煤机技术比较比较项目国外国内总体参数截割功率 2205kW ，装机总功率 640kW ，机重 74.9t ，截割高度 5.0m， 截割宽度 3.5m，生产能力 35t/min 截割功率 2170kW ，装机总功率 580kW ， 机重 60t ， 截割高度 4.6m， 截割宽度 3.3m，生产能力 27t/min 截割电机电机功率
12、 205kW 需要进口电机、扭矩轴、摩擦离 合器牵引方式直流或交流变频， 牵引功率 237kW （DC ）液压马达或交流变频，牵引功率 230kW （AC ）冷却技术采用温度监测传感器， 控制台具有温 度和超温报警断电功能尚属空白除尘方式内、外喷雾加机载除尘系统， 除尘效 果好外喷雾加机载除尘系统，需要进 口机载除尘系统3.2.1.5带式输送机带式输送机主要差距： 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态6 设计与监测， 它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10 左右），与实际情况相
13、差很远可靠的可控软起动技术与功率均衡技术调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装臵等与国外有着很大差距。装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250 kW ，国外产品可达4970 kW ，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30% 40% ，固定带式输送机的装机功率相差更大。运输能力我国带式输送机最大运量为3000 t/h ，国外已达 5500 t/h 。最大输送带宽度我国带式输送机为1400 mm ，国外最大为1830 mm 。带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为 5m/s 以上。工作面顺槽运输长度我国
14、为 3000 m ，国外为 7300m 。输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm ，国外为3150 N/mm 。 钢 丝 绳 芯 阻 燃 输 送 带 最高 为4000 N/mm ， 国 外 为7000 N/mm 。 输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的50% 65% ，国外达母带的70% 75% 。托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2 万 h，国外托辊寿命 59 万 h
15、，国产托辊寿命仅为国外产品的30% 40% 。输送机减速器寿命我国输送机减7 速器寿命 2 万 h，国外减速器寿命7 万 h。带式输送机上下运行时可靠性差。上述这些差距， 比较集中的体现在设备的能力，可靠性和智能化方面。国际煤机制造发展逐渐向成套性、可靠性、智能化、大型化、高效性目标发展。而国内煤机制造近阶段应该首先实现以下发展目标：电牵引采煤机： 装机总功率为 2000kw左右，供电电压为 3.3 KV 、采高范围为 5-6m，生产能力达3000t/h 左右。重型刮板输送机： 输送能力 3000-5000t/h ，铺设长度 250-400m ，链速 1.4m/s，装机功率 3700或 210
16、00kw ，供电电压为3.3 KV。液压支架：最大工作阻力12000 KN ，立柱最大缸径 480mm ，支护高度 6m ，架间距 1.75-2m，支架降移升时间8-12s，采用电液控制系统。大型带式输送机：装机功率1500-4000KW ，电压 3.3KV，带宽1.4m，带速 5m/s，运量 5000t/h ，距离 50000m以上，托辊寿命5万小时以上，减速器寿命7 万小时以上。 掘进机：纵轴式截割头功率达250kW ，横轴式截割头功率达350kW ，可切割 100120MPa 的岩石，整机遥控技术、 推进方向监控、切割电机功率自动调节、 截割路径循环程控、 切割断面轮廓尺寸监控及工况检测和故障诊断等。3.2.2 淮南矿业集团煤机制造发展目标 “煤机产业争取做大， 但不急于求成。 和世界一流煤机企业比塞洛斯公司合作， 在淮南注册成立合资公司， 积极引进国外的先进技术和完善的国际销售网络，成套生产和销售质量可靠、性能优越、价格合理的煤机产品。未来
