《智能化急倾斜俯伪斜液压支架研制及应用》

中国富煤贫油少气的资源禀赋,决定了煤炭是中国的主体能源和战略资源,约占能源消费总量的65%以上。据统计,中国626处国有重点煤矿中,开采急倾斜煤层的有103处,占16.5%。因无安全高效的开采工艺及装备,年产量仅占3%。国此急倾斜装备的技术进步是解决开采问题的重要路径,也是国家倡导煤炭资源安全绿色高效开发利用战略的有效载体。

液压支架是急倾斜综采的核心,是保证工作面安全和设备稳定的基础,如何设计防倒防滑装置及智能化精细控制措施,保证自身稳定性及配套设备的有序推进;提升空间防护效果,保证设备及人员安全等关键技术是业内公认的世界性难题。从2010年起,项目开始急倾斜液压支架的研制及应用,经过近十年的攻关,取得以下创新成果:

1、首次将稳固性确立为支架选型的基础,构建了急倾斜状态下综采设备的受力模型。率先把俯伪斜开采工艺应用于综采;探明了急倾斜工作面层面角大小对设备配套、结构设计的影响,首创综采设备立体配套及支架结构倾斜设计技术。

2、提出了以设备自身稳定和自我复位能力为基础,合理设置防倒防滑、斜拉、限位等装置,保证工作面设备稳定的设计理论。发明了倾斜向上3°的推移机构,重构了限推杆装置;首次在斜拉防滑装置中设置安全阀和压力传感器,保证均匀受力;发明了能实现三种不同动作的底调梁结构。实现了支架灵活调节,提高了对复杂地质条件的适应性。

3、确立了急倾斜综采工作面立体防护体系。创新了用于薄煤层的翻转式挡矸装置和用于中厚煤层的升降式挡矸装置;开发了架间伸缩式横向挡矸装置、“刚柔结合“的尾端挡矸装置以及旋转式机道挡矸装置;解决了工作面倾斜方向、架间、采空区及机道侧煤矸飞窜损伤人员、设备的难题,形成了个性化、立体式防护体系,提高了安全性。

4、开发了与俯伪斜开采工艺相结合的智能化控制系统。创新了支架智能化控制技术,实现了远程遥控、集控及就地操作,兼容了设备状态的数据采集、分析、预警功能;集成了26个主功能动作和6个辅助功能,实现了整体推溜及自我调整的自主控制、液压支架状态监控、防飞矸、漏矸精确控制、液压支架自动跟机联动。

项目产品的性能指标,适应倾角55°~75°,厚度1.1~1.3m薄煤层以及1.3~3m中厚煤层,顶底板中等稳定的急倾斜煤层开采。

项目获授权发明专利3项,实用新型专利6项。专家鉴定认为,该项目多项关键技术的突破填补了该领域的技术空白,达到了国际领先水平。

近三年,项目产品累计实现销售收入4965.39万元,新增利润1193.39万元。项目应用单位实现原煤新增销售收入13211万元,新增利润3119万元。多项关键技术已成为行业相似煤层综采支架的主要配置,为国家急倾斜煤层的安全高效开采做出了巨大贡献。

项目解决了急倾斜煤层开采的世界性难题,使急倾斜俯伪斜综采工艺得以实施,改善了劳动环境,降低劳动强度,提高安全系数,填补了国内外技术空白,取得了历史性的突破,具有广阔的推广和应用价值。

项目2017年荣获中国煤炭工业科技技术一等奖。2018年荣获山东省煤机装备制造业十大科技成果奖。

成果说明

1、2010年10月,重庆能源集团正式将急倾斜薄煤层综采立项,松藻煤电公司迅速组建成立科研小组,山东矿机作为配套选型牵头单位,负责整个科研项目的理论基础研究、整体配套及液压支架研制。拉开了科技攻关的序幕; 2、前后分别于2011年8月、2013年1月在逢春煤矿S11201工作面进行了2次工业性试验,总结了经验,掌握了急倾斜工作面的技术难点及要点; 3、2014年6月,科研小组在S2611工作面应用,重新对工作面层面角、液压支架、三机配套、电液控制系统、卷缆绞车等进行了改进和优化。S2611综采工作面按

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。