煤矿机电装备及其煤矿机电装备及其发展方向发展方向 引言u随着煤矿行业的快速发展，其机电装备也展现出新的发展趋势，概括地讲，就是向设备的重型化、大型化发展；向设备的集中控制与自动化发展；设备选型设计向“大马拉小车”，高可靠性、高配置、高起点发展。 一、设备的重型、大型化是煤矿的发一、设备的重型、大型化是煤矿的发展方向展方向n1、采煤及原煤运输设备、采煤及原煤运输设备n2、掘进及后配套设备、掘进及后配套设备n3、供电设备、供电设备n4、矿井固定设备、矿井固定设备1、采煤及原煤运输设备、采煤及原煤运输设备n（1）采煤设备：推广应用大功率、电牵引采煤机，大功率和长距离、高运力运输刮板机；相对而言，进口大功率电牵引采煤机的可靠性更高。n目前，国内最大型采煤机总装机功率可达2500kw，滚筒直径3m，截深865mm，生产能力大于3500t/h；最大型工作面运输刮板机总装机功率可达3000kw，最大运距300m，槽宽1250mm，运力可达3600t/h。从可靠性角度讲，进口大功率电牵引采煤机是煤矿的发展方向。1、采煤及原煤运输设备（续）、采煤及原煤运输设备（续）n（2）原煤运输设备：近几年，与工作面配套的原煤运输系统皮带机型发展迅速，不断升级，目前，国内生产的最大型皮带机带宽可达2200mm，带速5m/s，功率达3*750kw，运力可达6000t/h。n从国内外采煤工作面生产情况看，逐步实现采煤设备及原煤运输系统升级、实现设备重型化、大型化是提高煤矿采煤工作面单产，实现矿井高产高效的有效途径。1、采煤及原煤运输设备（续）、采煤及原煤运输设备（续）n新巨龙公司1301工作面是第一个放顶煤综采工作面，目前最大日产量达1.7万吨，其工作面装备MG500/1200-WD型双滚筒采煤机，总装机功率1200kw，滚筒直径2m，截深0.8m，生产能力最大2200t/h ；前后部刮板机皆为SGZ1000/1400中双链型，配备电机2*700kw，槽宽1m，上山运距230m，运力2500 t/h；转载机为 SZZ1000/525中双链型，运力2500t/h；另外还有DLM3000轮式破碎机过煤能力也达到2500 t/h以上；工作面顺槽原煤运输系统包括两条带宽1.4m皮带机，带速4m/s，运力皆为2500t/h。这些“巨无霸”重型运输设备保证了工作面原煤的顺利外运。2、掘进及后配套设备、掘进及后配套设备n（1）掘进设备：推广应用综合机械化掘进机特别是重型机械化掘进机，掘锚一体机是煤巷掘进核心设备的发展方向。n随着煤矿掘进工艺的改进，炮掘工艺已逐步被机掘所代替，对于煤巷掘进，采用掘进机进运输系统的工艺得到了推广，而重、大机型掘进机则显示了其高速快掘的强大威力。以新巨龙公司为例，淘汰使用120及160机型，推广使用200机型后，煤巷掘进迎头单进提高了30%；对于岩巷掘进，炮掘工艺正被淘汰，逐步开始被综合机械化掘进机所代替。目前国内外都已开始进行了有益的尝试，并取得了突破，其中，新巨龙公司使用的一台AHM105硬岩掘进机系“奥钢联”与新矿集团共同研制应用的国内煤矿井下使用的唯一重型硬岩掘进机，引起了煤矿同行的极大兴趣。其后，国内诸厂也进行了积极探索，推出了试验机型。2、掘进及后配套设备（续）、掘进及后配套设备（续）n目前新巨龙公司井下共有综合机械化掘进机12台。其中煤巷掘进机8台，岩巷掘进机4台，掘锚一体机1台。其中煤巷掘进机包括佳木斯EBZ-200型6台，煤科总院山西分院EBZ-220TY型1台；4台岩巷掘进机包括“澳钢联”AHM105型1台，石家庄矿机公司EBH-300型2台，煤科总院山西分院EBH-315型1台。掘锚一体机型号MB670，系“澳钢联”产品。2、掘进及后配套设备（续）、掘进及后配套设备（续）n（2）掘进后配套设备：推广应用大、中型皮带运输机，高配置高可靠性皮带机是后配套设备的发展方向。n掘进后配套设备必须与掘进机能力相配套，其选型的依据是满足运量要求及高可靠性。尤其对无条件使用矸石仓（煤仓）缓冲的后配套系统，在设备选型设计时要依据掘进机的最大运力而非平均运力进行选取，以免后配套系统对掘进机的能力形成制约。如上所述，新巨龙公司井下掘进机皆为200机型以上设备，其后配套皮带机则选用了125及以上机型各种系列的产品，且已有多部皮带机配置进口减速机、免维护进口软启动液力偶合器、高强度简约型机架、进口轴承及特殊加工滚筒等部件。从而淘汰使用150、80及以下各系列中小型皮带机和刮板机，效果明显。2、掘进及后配套设备（续）、掘进及后配套设备（续）n掘进设备重型化及其配套系统升级是矿井实现高效快掘的有效途径，为矿井高产高掘提供了保障。新巨龙公司优化掘进及后配套设备、系统升级后，掘进工作面月单进水平大大提高。煤巷迎头月平均进尺300m，最高达460m；岩巷迎头“澳钢联”AHM105掘进机平均月进130m，最高达166m，列国内前茅。 3、供电设备、供电设备n推广应用高电压等级、大容量、重型化电气设备，3300v以上高电压等级设备及电缆是供电设备的研究和发展方向。n随着采掘设备重型化的发展，井下供电电压也逐步实现升级，供电设备也趋向大型化。供电电压由最初的380v发展至660v、1140v，目前已推广应用3300v；电气设备容量也不断升高，国内井下变压器的最高容量已达3150KVA。普通移动干式变压器推广应用1000KVA及以上产品；4800v高等级电压设备电缆是供电设备的研究和发展方向。3、供电设备（续）、供电设备（续）n新巨龙公司井下目前已杜绝了660v等级的供电系统，采煤设备电压等级为3300v，其余设备电压等级为1140v。矿井通过优化供电系统，实现电压及电气设备升级，保证了供电的可靠性及安全性，满足了采掘正常生产的需要。4、矿井固定设备、矿井固定设备n树立“高起点”、“高配置”的选型理念，推广应用国内领先的通、压、排、提等固定设备及其控制系统，进口世界领先的设备及控制系统是煤矿固定设备的发展方向。4、矿井固定设备（续）、矿井固定设备（续）n新巨龙公司两台主井提升机及其控制系统采用成套瑞典ABB产品，单台提升机额定运力达到970t/h，具备年产千万吨的能力。其滚筒直径达到4.5m，配备同步电机功率达4800kw，DTC直接转矩控制变频调速，为省内唯一；副井提升机滚筒直径达4.5m，主导轮、天轮直径4.5m，配备直流电机达2000kw，罐笼配备国内最大产品，其控制系统为瑞典ABB产品；主排水泵安装11台PJ-200高效高扬程多级离心泵，电机功率达1800kw，采取正压排水方式；主通风机为苏格兰豪顿动叶可调轴流式风机，配备同步电机900kw，可实现转动状态下鼠标控制调整叶片角度、倒转反风、自动倒机等功能；主压风机为台湾复盛产品，安装6台SA160w螺杆式水冷空压机，配备电机160kw；井下主皮带运输机为上海能运产品，钢丝绳芯强力皮带，带宽1600mm，配备电机3*900kw，运力达3300t/h，其调速采用美国CST液压调速技术。4、矿井固定设备（续）、矿井固定设备（续）n矿井固定设备及要害系统采用国内及世界领先的前沿技术，实现高配置，是保证矿井安全高效运行的前提，提高了矿井抗灾能力，是建设“本质安全型”矿井的保障。二、设备的集中控制化与自动化是二、设备的集中控制化与自动化是矿井的发展方向。矿井的发展方向。n设备的集中控制化与自动化是现代化矿井的主要特征之一，也是矿井的发展方向。n新巨龙公司综合自动化工程通过千兆工业以太环网技术连接地面、井下各个系统，把所有监控信息集中到调度指挥中心，综合自动化工程使用了6台惠普高性能服务器，具有数据采集、数据备份归档、WEB发布能力。服务器通过组态软件和逻辑控制器进行数据的采集，在工程师站上能够完成各个自动化系统的组态，达到监测和控制的目的；同时对采集的数据进行备份，保证数据的完整性、WEB发布能力，可方便和安全地将自动化信息与办公网络结合，方便领导和相关人员随时查看各分项的信息，更好地指导安全生产。n新巨龙公司对已运行的主要设备接入矿井自动化系统，已经完成9个子系统，各子系统使用标准AB或者西门子S200/300逻辑控制器并通过标准协议向自动化平台传输数据。目前实现了井下中央泵房、110kv降压站、主通风机、压风机、1#、2#主井绞车、井下主原煤运输系统、矿井水处理站等固定设备及要害岗位的调度远程监测和远程控制；副井绞车实现了调度远程监测，全部具备了无人职守条件。n矿井主要设备实现远程监测和远程控制，对现代化矿井的生产建设具有重要的意义，能够提高设备的控制精度，提高设备运行的安全性与可靠性，提高矿井抗灾能力及事故响应速度，同时实现“员工由蓝领变白领”，“变岗位工为巡检工”，降低劳动强度，提高劳动效率。三、三、“大马拉小车大马拉小车”，高可靠性、高，高可靠性、高配置、高起点是矿井设备选型设计配置、高起点是矿井设备选型设计的发展方向。的发展方向。n传统设计观念遵循了将设备的经济性作为重要指标的原则，更多的考虑了设备的初期概算投资，而忽略了设备可靠性原则的重要性，忽略了因设备可靠性不足而造成的重复损失和投资。目前现代化矿井进行设备选型设计时，应将“大马拉小车”，高可靠性、高配置、高起点作为设备选型设计的首要原则：1、“大马拉小车大马拉小车”原则原则n传统设计观念在设备选型时，各项参数的确定皆依据平均负荷进行计算，从近几年煤矿生产情况看，尤其是采掘重型设备及原煤运输设备，瞬时负荷超标情况很多，从而大大影响了设备可靠性、安全性及使用寿命，反而保证不了其经济性，这方面的教训也较多。故尤其对于煤矿采、掘、运设备的选型设计，宜树立“大马拉小车”的理念，来实现设备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、高起点原则点原则n应用世界或国内领先的、高起点的先进技术，对矿井关键设备或设备核心部件进行高配置，达到设备免维护的目的，实现设备运行的高可靠性。能够尽可能地实现矿井高产高效，尤其能够大大提升矿井的安全性。2、高可靠性、高配置、高起、高可靠性、高配置、高起点原则点原则n如前所讲，新巨龙公司正是树立了新型的设备选型设计理念，对矿井固定设备及其它关键设备实现高配置，使采掘设备及其配套系统向重型化发展，保证了设备运行的安全性、可靠性及高效性，实现了矿井快掘高产，成效突出。结束语n综上所述，要建设高产高效、“本质安全型”特大矿井，就是要大胆摒弃传统的设计理念，从机电装备出发，不断探索，紧跟先进技术的发展方向，实现装备升级，装备现代化，向重型化、集中控制与自动化发展。 致 谢