煤矿高效开采工作面成套装备技术创新与发展.pdf

第 38卷第 1期煤 炭 科 学 技 术 Vol138 No11 2010年1月 Coal Science and Technology Jan. 2010 煤矿高效开采工作面成套装备技术创新与发展 王 国 法 天地科技股份有限公司 开采装备技术研究所, 北京 100013 摘 要 总结了近年来高效矿井与开采装备技术发展的概况和创新成果,介绍了 /十一五 0 期间 大采高和大采高综放开采液压支架及配套装备等方面取得的重大技术突破; 从高效自动化开采成套 装备技术、复杂难采煤层高效开采成套装备技术和开采装备先进制造技术 3个方面, 对 / 十二五 0 期间高效开采工作面成套装备技术的发展进行了展望。 关键词 高效开采;成套装备;煤矿; 技术创新 中图分类号TD4 ;TD5 文献标志码A 文章编号0253- 2336 2010 01- 0063- 06 Innovation and Development of Completed SetEquipment and Technology for H igh Efficient CoalM ining Face in UndergroundM ine WANG Guo -fa Research Institute of M ining Equipment and T echnology, T iandi Science and T echnology Company Ltd. , Beijing 100013 , China Abstract The paper summarized the general situation and the innovation achieve ments of the high efficientm ine and m ining equipment and technology development in the recent years and introduced the i mportant technicalbreakthrough obtained fro m the hydraulic powered supports and related equipment for the high height coalmining face and the high height fully mechanized top coal caving mining face dur - ing the National11th F ive Years Plan Period . From the high efficient auto matic coalm ining co mpleted set equipment and technology ,the high efficientmining co mpleted set equipment and technology for the co mplicated and difficultmining seam and the advancedmanufactur - ing technology of the coalm ining equipment ,the paper had the prospects for the co mpleted set equipmentand technology of the high eff- i cient coalm ining faces during the National 12th F ive Year P lan period . K ey words high efficientmining ;completed set equipment ;coalm ine ;technical innovation 1 概 述 煤炭高效安全开采始终是我国煤炭工业发展的 方向,高效开采工作面成套装备技术的创新和发展 是实现这一目标的根本途径。随着国民经济和社会 的快速发展, 煤炭工业作为重要的能源行业已经上 升为国家战略,其发展取得了令人瞩目的重大成 就。中国是世界最大的产煤国,2009年煤炭产量 突破 29亿 , t2010年煤炭产量预计将突破 30亿 , t 占世界煤炭总产量的 44以上 [ 1]。 5国家中长期科 学和技术发展规划纲要 2006 2020 6 中有关能 源的优先主题包括 / 重点研究开发煤炭高效开采 技术及配套装备 0。 / 十五 0 和 /十一五 0 期间, 通过国家科技支撑计划和科技攻关计划的支持, 在 大采高和放顶煤开采技术与装备等方面取得了一批 重要成果,支撑了我国煤炭工业的技术进步和快速 发展。 目前,我国高端液压支架、重型输送机设备等 开采装备核心技术已经居于国际先进水平, 综采放 顶煤开采装备技术处于国际领先地位。高端液压支 架和电液控制系统已实现国产化, 结束了依赖进口 的历史, 国产成套综采装备技术开始出口。但是, 在重型输送机软启动、轴承、减速器大直径高强度 圆环链和采煤机变频器、密封、齿轮、电控等关键 元部件技术和可靠性方面距国际先进水平还存在较 大差距。/十一五 0 期间我国开采装备技术创新步 伐加快, 关键技术攻关取得重大突破。 / 十二五 0 期间开采装备技术必将进一步加快发展,我国将由 煤机装备制造大国向煤机制造强国发展。 2 高效开采装备技术创新成果 211 年产 600万 t综采成套装备技术 2005年煤炭科学研究总院、天地科技股份有 限公司和神华集团有限责任公司针对当时我国大型 63 2010年第 1期煤 炭 科 学 技 术第 38卷 矿井急需的厚煤层一次采全高高效综采成套设备主 要依靠进口的情况,共同提出了 / 年产 600万 t综 采成套装备研制 0 项目。该项目在大采高强力液 压支架、大功率电牵引采煤机和大运力长距离巷道 带式输送机研制等方面取得了全面的突破, 使国产 开采装备的生产能力、自动化水平、工作可靠性和 使用寿命等技术指标都达到或接近了国际同类装备 的先进水平, 其关键技术突破如下。 1 提出厚煤层大采高综采工作面总体配套模 式和岩层控制理论。提出浅埋深大采高 5 6 m 工作面系统配套模式 长工作面,强力支护、二 级护帮、合理梁端距控制, 交叉侧卸工作面运输系 统, 端头支护推移方式,大功率采煤机大截深双向 截割,跟机移架。研究浅埋深大采高工作面压力显 现规律, 提出工作面参数优化和支架工作阻力确定 方法;研究提出大采高综采工作面煤壁片帮机理与 控制技术;成功研制了大采高高效综采成套装备, 开机率达到 94 ,目前工作面产量可达到月产百 万吨。 2 研发电液控制强力大采高液压支架。提出 液压支架可靠性设计理念和三维动态仿真设计手 段, 进行了大采高支架稳定性和防片帮冒顶的研 究。开发了整体顶梁二级护帮、微隙准刚性四连杆 稳定机构、随动调架防倒装置; 开发了支架结构用 800MPa高强度焊接结构钢及焊接工艺, 不完全消 除应力时效处理工艺;开发等强度设计的 360 400mm 大缸径双伸缩立柱, 研制抗污染不锈钢底 阀、整锻缸底和缸体推镗滚压加工工艺;开发研制 了新型复合结构带楔型挡圈的复合密封圈与聚氨酯 复合密封圈; 发明了单线 CAN 总线构成的支架控 制器和耦合器,开发研制了 SAC电液控制系统陶 瓷硬密封电磁先导阀和自动反冲洗过滤器等关键元 件, 创新研制具有自主知识产权的支架电液控制系 统 [ 2], 目前已推广 15套。研制试验成功 510 613 m 系列大采高电液控制强力液压支架,ZY10000/ 26/55型两柱掩护式液压支架 图 1 主要性能和 可靠性指标达到了国外同类产品的先进水平。 3 研发大功率电牵引采煤机。创新开发采煤 机现代数字化样机技术,实现采煤机与工作面配套 设备工况的实时动态仿真 图 2。创新研制了适 应重载冲击、高效动力传输的高强度摆动式传动系 统图 3, 创新了摇臂内嵌螺纹管式冷却器和壳 体外表面水套冷却等组合方式, 实现了摇臂的热平 衡; 创新研发了节距 147mm、承载力 1 000 kN的 高强度 /齿 销 0 传动系统,大幅提高了采煤机 的使用寿命图 4;创新研发了多 DSP控制器分 布式采煤机电控系统和先导芯线载波通信技术, 大 幅提高了采煤机的可控性 [ 3]。 图 1 ZY10000/26/55型 两柱掩护式支架 图 2 采煤机数字化 虚拟样机仿真 图 3 高强度摆动式 传动系统摇臂 图 4 高强度 /齿 销0 传动系统 4 研发 SGZ1000系列工作面刮板输送机。成 功研制了整体铸焊式 1 750 mm 中部槽图 5、 48 mm 152 mm 紧凑型高强度圆环链及其接链 环、高强度镶嵌式哑铃销连接结构、整体模锻销轨 和大卸载口交叉侧卸机头架 图 6 等关键结构和 制造工艺,过煤量由 300万 t提高到 1 500万 , t 大 幅提高了输送机的工作效率 [ 4]。 图 5 整体铸焊中部槽 三维模型 图 6 交叉侧卸机头架 三维模型 5 研制大运力长距离巷道带式输送设备。创 新研制了使输送带自动对中的新型多层输送带缠绕 方式的储带系统, 储带系统可以自动纠偏; 采用低 速大扭矩液压马达及电液比例控制阀, 研制了扭矩 大、卷带速度可控的高效液压卷带装置;创新了大 游隙、大直径滚珠轴承及抗氧化、抗水性油脂, 使 托辊寿命提高了 215倍 [ 5]。 64 王国法 煤矿高效开采工作面成套装备技术创新与发展2010年第 1期 自主研发了具备年产 600万 t能力的国产大采 高综采成套装备, 研究成果在国内 10多个矿区 20 多个工作面推广应用, 并在昌汉沟煤矿实现工作面 年产 1 025万 t 。 212 自动化放顶煤关键技术与装备研发 放顶煤技术是我国厚煤层安全高效采煤方法之 一, 但放顶煤技术中的许多难题并未完全解决。兖 矿集团和天地科技股份有限公司合作, 针对当前放 顶煤开采中存在的四柱式放顶煤液压支架适应性 差、人工操作效率低、端头和超前支护落后、煤尘 大等制约因素和安全隐患, 进行了自动化放顶煤关 键技术与装备的创新研究。 1 建立了自动化放顶煤开采方法和工艺体 系, 创新开发了放顶煤液压支架电液控制系统和综 放工作面自动化控制系统。提出并开发了综放工作 面液压支架电液控制系统和基于神经网络的综放工 作面自动化控制系统, 多次进行井下试验并逐步完 善, 集成开发了综放工作面采煤机滚筒自动记忆切 割、支架自动跟机移架、前部输送机和后部输送机 及转载机的自动推移、自动化放顶煤工艺、煤流自 动平衡监控、工作面工况自动监控以及远程数据通 信等自动化技术, 实现了综采放顶煤工作面的自动 化生产。 工作面采煤机、液压支架和前后刮板输送机的 全自动化生产运行由工作面自动控制系统 PMC- R syste m 配合完成。在工作面自动控制系统中可 以对采煤机割煤参数自动记忆, 并根据记忆或人工 设置信息,自动控制采煤机摇臂及滚筒位置,以实 现自动控制采高, 自动割平顶底板,以及自动控制 煤机的进刀尺寸, 并控制支架与输送机的协调移 设。自动化放顶煤工艺的关键在于能够根据顶煤的 厚度和煤质情况, 采用基于神经网络的自动控制系 统, 按照操作要求放出顶煤,能检测和控制插板的 伸出长度,调节放煤口大小,并针对不同顶煤冒放 条件选择与之适应的放煤方式, 保证工作面的煤炭 采出率和煤炭质量,并与各生产工序相互协调, 保 证工作面的正常推进。 为保护工作面运输设备,开发了具有 CME实 时监控、转载机出料口监控、转载机和破碎机负载 监控、采煤机速度监控及支架放煤量控制等功能的 工作面煤流平衡自动监控技术, 防止设备超载带来 的损害。通过光缆环行网络,将工作面设备运行信 息和环境安全监测信息广泛采集, 在工作面集中显 示并传输到地面计算机,实现了信息共享。实现设 备冷却水自动开停控制,泵站的集中控制, 采煤机 和 CHP33负荷中心远程诊断和维护, 实时在线监 测工作面设备工况及故障并传输到工作面巷道和地 面计算机,实现了工作面及采空区有害气体包 括甲烷和一氧化碳 及氧气的监控。实现了工作 面放煤动作的全部自动化, 适应双向割煤工艺的跟 机自动移架、自动推移刮板输送机、自动伸缩护帮 板; 实现了工作面自动找直支架前移步距控 制 , 工作面自动调斜,防止刮板输送机上窜下 滑; 放煤口按程序成组启动,按时间控制自动放 煤, 系统根据后部输送机负荷自动控制放煤口开启 数量和组数,控制放煤速度,必要时人工单架找 补, 以控制煤质和放出率。工作面每班由 25 30 人, 减少到 7人,工作面推进一个生产循环的时间 缩短 40 , 人均效率提高 5倍以上。 图 7 ZY8500/21/42两柱式放顶煤液压支架 2 研发两柱掩护式放顶煤液压支架。放顶煤 液压支架是综采放顶煤核心技术之一, 我国放顶煤 技术发展过程的主要阶段均以放顶煤支架架型为标 志, 从高位放顶煤支架、中位放顶煤支架到当前普 遍采用的四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架。从 全国许多矿区综放工作面生产实践证明,四柱式低 位放顶煤支架虽然较高位和中位放顶煤支架有较大 技术突破,但是, 四柱式低位放顶煤支架在与围岩 的相互作用中,普遍存在前后排立柱受力不均衡现 象, 严重影响支护效果,而且操作较复杂, 不适合 采用电液系统进行自动控制,导致支架支护效率和 适应性降低。为此,提出新型两柱掩护式放顶煤液 压支架的思想,并成功研制了两柱掩护式电液控制 放顶煤液压支架 [ 6] 图 7。研制出两柱掩护式放 顶煤支架新型整体顶梁和挑梁、新型梯形导向插板 式放煤机构和五齿四棱锥型破煤机构等新结构, 为 实现厚煤层安全高效和自动化开采创造了条件。两 柱式放顶煤液压支架在围岩控制方面较四柱式支架 65 2010年第 1期煤 炭 科 学 技 术第 38卷 具有以下 6点优势 支护能力强,顶梁相对较 短, 支护面积小, 相同工作阻力的支架支护强度 高;采用整体顶梁, 结构简单可靠, 顶梁前端支 撑力大, 有利保持梁端顶板的完整,减少超前压力 作用造成的片帮和冒顶;两柱式支架相对四柱式 支架而言,与围岩的相互作用关系更合理, 两柱受 力均衡, 支架的支护能力能充分发挥, 避免了四柱 式支架前后排立柱受力不均衡; 两柱式支架少一 排立柱, 通道宽畅; 克服四柱式放顶煤支架不适 应电液控制的缺陷,移架速度快; 平衡千斤顶具 有调节支架顶梁合力作用点的功能,能适应顶板压 力的变化。 3 开发综放工作面端头和工作面巷道超前液 压支架支护系统。工作面端头及巷道连接处是工作 面出口, 支护难度较大。当前的采煤工作面两端头 和巷道超前支护主要以单体液压支柱配以金属铰接 顶梁进行支护,无法实现超前支护的机械化。针对 这一问题提出了端头与超前巷道半卸载联合支护理 论, 成功开发了综放工作面端头和巷道超前液压支 架支护系统, 克服了传统支护方式的局限性,能够 保证工作面巷道的安全,实现巷道超前完全机械化 支护,填补了我国工作面巷道超前支护液压支架的 空白。实现了工作面端头和巷道超前机械化支护作 业, 实现了端头液压支架与刮板输送机驱动部及转 载机之间的高效协调作业, 解决了工作面出口和超 前支护段的安全, 提高了端头和巷道超前支护的效 果, 实现了综采设备的成套性和回采工艺的连续 性, 为综放工作面自动化创造了条件。采用该项技 术, 使端头及超前支护作业由 5 8人减少到 1 2 人, 工作面每推进一个工作循环所需端头及超前支 护作业时间缩短 60。 4 将综采放顶煤技术引进澳大利亚,进行了 适应性创新研究, 建立了有自主知识产权并符合澳 大利亚开采法规的自动化综放技术规范,成功实施 了澳大利亚澳思达煤矿的综放开采。澳大利亚厚煤 层储量十分丰富,占总储量 58 以上,资源条件 适合综采放顶煤开采,但是从未进行过放顶煤开 采。澳大利亚煤矿开采法规对煤矿开采的安全、环 境和自动化要求十分苛刻, 我国现有放顶煤技术和 装备根本无法获得许可。通过全面分析在澳大利亚 进行放顶煤开采的煤层条件及存在的风险和需要解 决的技术问题,对放顶煤开采所产生的地表下沉、 环境影响、矿井水、综放工作面的通风防灭火管理 等进行了全面的研究, 提出了解决方案和措施, 对 两柱放顶煤液压支架与综放工作面配套设备的设 计、制造和系统配套进行了创新研究。按照澳大利 亚的煤矿开采安全标准,不断进行技术改进和优 化, 创新开发了一套适合澳大利亚煤矿开采法规及 操作习惯的综采放顶煤设备和工艺技术规范,获得 了澳大利亚政府煤矿开采技术许可。设备配套采用 了两柱掩护式放顶煤液压支架及自动化放顶煤相关 专利技术,符合澳大利亚长壁工作面的要求,实现 了工作面包括后部放煤在内的全自动化生产。2007 年已在澳思达煤矿成功实施自动化放顶煤开采, 取 得了巨大经济效益和社会效益。 213 018 113m 薄煤层安全高效开采成套技术与 装备的研发 针对不同薄煤层赋存条件, 开发了基于滚筒式 采煤机的薄煤层开采成套装备技术、基于刨煤机的 薄煤层自动化工作面成套技术和含硫化铁结核硬夹 矸薄煤层机械化开采成套技术装备 3种模式 [ 7], 广 泛适用于 018 113 m各类薄煤层的开采。 研发薄煤层电牵引采煤机双截割电机并行布置 大功率截割部技术和非机载能量回馈式四象限变频 调速装置,实现薄煤层采煤机适应倾斜煤层电力拖 动动态制动要求, 采用多电机纵横布置,实现机身 高度最小化和薄煤层采煤机大功率化, 提高采煤机 对薄煤层开采低空间的适应性。优化整机结构, 开 发研制成功 MG100/238- WD,MG2 100/456- WD,MG2 125/550- WD和 MG2 160/710- WD 系列滚筒式薄煤层电牵引采煤机,满足 018 113 m 薄煤层工作面配套要求。 发明 1种由单线 CAN总线构成的支架控制器 和聚氨酯液压密封组件等技术, 创新研制成功具有 自主知识产权的国产薄煤层液压支架电液控制系 统。研发出基于单进液口双伸缩大伸缩比立柱的薄 煤层电液控制液压支架,创新研制了板式整体顶 梁、双连杆双平衡千斤顶叠位布置等新结构和新材 料 Q890高强度板材焊接工艺。突破液压支架工作 阻力决定的最小高度的极限,成功研制最小高度 016 110m 的系列薄煤层液压支架。 创新薄煤层刨煤机无人自动化工作面开采新模 式, 研发了用 1个支架控制器控制 3架支架、阶梯 式移架方式和单向双切进刀方式, 比国外双向双切 66 王国法 煤矿高效开采工作面成套装备技术创新与发展2010年第 1期 方式提高工效达 30 。集成开发了 018 113 m薄 煤层刨煤机无人自动化工作面成套装备和自动化生 产过程控制系统。研发了 1种新的矿用高强度圆环 链单环回火方法和刮板输送机中部槽 L形联接孔 推移耳等新技术; 创新研制成功扁平圆环链、矮型 整体铸造槽帮等新结构;研制成功薄煤层工作面配 套的矮型刮板输送机,配套采煤机机身高度达到 580mm。 研发了 018 110 m 含硫化铁硬夹矸薄煤层液 压支架支护, 炮采落煤,刮板输送机运煤, 对拉工 作面开采系统模式。研发了工作面快速高效铲装、 铲挡装置和摆杆式前后铰接底座四柱液压支架。创 新了快速打炮眼施工工艺、参数和机具,可年产百 万吨原煤。 3 国家 /十一五 0 高效开采装备技术创新 动态 /十一五0 期间, 我国将建设 13个大型煤炭 基地,重点建设 10个千万吨级现代化露天煤矿, 10个千万吨级安全高效现代化矿井;安全高效煤 矿数量由目前的 177个增加到 380个,其中千万吨 级煤矿达到 25个。煤炭工业的高需求为高效开采 技术和装备的发展提供了强大动力,国家科技支撑 计划等对煤机装备技术的创新和产业发展给予了重 大支持。/十一五 0 时期是我国高效开采装备技术 创新和发展最快的阶段, 取得了一大批重要成果, 高端综采成套装备的国产化取得了重大进展。 311 年产千万吨级矿井大采高综采成套装备研制 为满足建设大型煤炭基地的需要, 进一步提高 煤矿开采效率,由太原重型机械集团煤机有限公 司、天地科技开采装备技术研究所等单位联合进行 了年产千万吨级矿井大采高综采成套装备的研制 国家 /十一五0 科技支撑计划重点项目 。在西 山煤电晋兴能源公司斜沟煤矿实施年产 1 000万 t 综采示范工作面。 天地科技开采装备技术研究所和平阳重工合作 研制了适应年产 1 000万 t 工作面配套要求的 ZY12000/28/64D型大采高电液控制强力液压支架 图 8。攻克保证支架稳定性、适应性和可靠性的 核心技术难题,支架寿命达到 5万次工作循环以 上, 采用电液控制系统,移架速度 6 8 s/架, 支 架大修周期为产煤 2 000万 t以上。太原矿机集团 研制了 MG2500- WD型大采高电牵引采煤机, 装 机功率 2 500 k W,最大采高达 613m, 牵引速度达 到 25 m /m in, 牵引力达 1 000 kN,生产能力可达 到 3 500 t/h ,滚筒高度实现记忆控制,牵引部采用 变频调速。山西煤机厂研发了 SGZ1200/3X1000重 型刮板输送机及转载设备,刮板输送机运量达到 3 750 t/h, 设计长度 300 m,实现重载软启动及多 机驱动功率平衡; 破碎机破碎能力 4 000 t/h ;转 载机装机功率达到 525 k W、生产能力 4 000 t/h; 自移机尾适合于 116m的带式输送机。 图 8 ZY12000/28/64D大采高液压支架 312 大采高综采成套装备研制 目前综放工作面最大割煤高度一般为 215 315m, 受 5煤矿安全规程6 第 68条规定 /采放 比大于 1B3的工作面严禁采用放顶煤开采0 的约 束, 对于厚度大于 14 m 的煤层没有方法一次采全 厚。为此,天地科技开采装备技术研究所提出了大 采高综放开采的概念, 由煤炭科学研究总院组织了 国家 / 十一五 0 国家科技支撑计划重大项目 大采高综采成套装备研制, 研制了 512 m大采高放 顶煤液压支架及成套装备。大采高综放开采使工作 面一次可采厚度最高达到 20 m,工作面生产能力 突破 1 000万 t/a 。 图 9 ZF15000/28/52四柱大采高放顶煤支架 1 ZF15000/28/52四柱大采高放顶煤工作面 液压支架。液压支架是大采高综放开采成套设备中 的关键。该课题研制的 ZF15000/28/52四柱大采高 放顶煤液压支架图 9 将目前综放工作面割煤高 度由小于 315 m加大到 510 m, 由于大采高综放工 作面割煤高度加大,放煤高度相应减小,不仅有利 67 2010年第 1期煤 炭 科 学 技 术第 38卷 于实现工作面采放均衡生产、改善顶煤冒放性、缩 短放煤时间、提高工作面采出率, 而且为工作面配 备大功率后部输送机提供了空间, 有利于工作面快 速放煤。另外工作面割煤高度增加,也使工作面通 风断面加大,减少瓦斯对工作面生产的影响。因 此, 可以进一步提高工作面单产和资源采出率, 减 少工作面的安全隐患。F15000/28/52四柱大采高 放顶煤液压支架工作阻力达到 15 000 kN,采用铰 接前梁和高可靠性伸缩梁加二级护帮的结构防止工 作面的片帮和冒顶。采用了新型双四连杆中通式大 空间放顶煤支架稳定机构和扰动式高效放煤机构, 研制了 360mm 恒阻抗冲击立柱。 2ZFG15000/2815/45 型放顶煤过渡支架。 ZFG15000/2815/45型放顶煤过渡支架图 10 采 用新型的大通道直线导向式结构, 保证了足够的行 人空间和通风断面,结构紧凑、稳定性好、质量 小, 为放顶煤煤层实现安全高效开采提供了条件, 能够满足煤矿安全生产行人通道要求。为保证支架 的横向受力强度, 对支架的稳定机构 垂直导杆 进行了沿工作面走向和垂直工作面方向的多工况非 线性有限元接触分析。 图 10 ZFG15000/2815/45型放顶煤过渡支架 313 特大采高成套装备技术的研发 山西、陕西、内蒙古等一些新矿区 6 7m 厚 煤层储量丰富,赋存稳定, 煤质硬,不适应放顶煤 开采。为提高这类煤层的采出率, 实现安全高效回 采, 天地科技开采装备技术研究所于 2006年开始 进行 7m 特大采高综采工艺和装备可行性的研究, 研制了 712m 特大采高液压支架 [ 8], 目前神华集团 神东矿区已开始国产 7m 大采高液压支架与进口设 备配套的试验研究。天地科技开采装备技术研究所 承担的鲁能、陕煤和衡泰煤业三项 7m大采高综采 成套装备项目正在进行中 图 11。 /十一五0 期间, 高效开采装备技术的创新和 发展取得了丰硕成果, 为大型煤炭基地建设和安全 高效现代化矿井建设提供了技术与装备上的保证, 图 11 ZY17000/32/70型大采高液压支架 也为煤炭工业可持续发展提供了强力支撑。 4 /十二五0 期间工作面开采装备技术创 新与发展方向展望 / 十二五0 期间,我国煤炭开采将以高效集 约化生产为发展方向,以安全、高效、高采出率、 环境友好为目标。技术方面,针对我国煤矿地质与 生产条件,开发先进、实用的成套技术;在装备方 面, 开发并采用先进的技术与设备,实现自动化与 信息化, 提高设备的可靠性,降低劳动消耗,提高 生产效率。其重点技术创新和发展方向建议如下。 1 高效自动化开采成套技术与装备开发。研 发高效自动化开采成套技术与装备,工作面长度达 到 400m 以上, 采煤机截割牵引速度达到 12 18 m /m in 、调动速度达到 30 m /m in , 实现工作面记忆 截割,液压支架跟机自动化推移, 基于智能、视频 与神经网络的工作面巷道集中控制和地面远程监 控, 在中厚煤层实现工作面年产 1 000万 t 。液压 支架寿命达到 6万次循环,采煤机大修周期 1 000 万 t以上,刮板输送机过煤量 1 500万 t以上。掘 进机实现遥控和姿态智能控制, 支掘平行作业, 快 速掘进月进尺达到 1 000m。重点开展超长工作面 参数与系统配套技术研究, 超长运距大运量刮板输 送机及关键技术开发研究, 数字化记忆截割采煤机 及关键技术开发研究, 工况自动耦合型液压支架及 关键技术开发研究,超长运距带式输送机动态分析 与控制关键技术研究, 工作面数字化、自动化和信 息化控制模式装备开发等。 2 复杂难采煤层高效开采成套装备技术开 发。针对我国煤层地质条件复杂、开采困难、采出 率低等问题, 加大对复杂难采煤层高效开采成套装 备技术的研究,保证煤炭工业的可持续发展。主要 应从在以下方面进行重点攻关 急倾斜、大倾角煤 层开采成套技术与装备开发研究, 薄和极薄煤层高 下转第 106页 68 2010年第 1期煤 炭 科 学 技 术第 38卷 [ J]. 中国煤田地质,1997 ,9 S11- 6. 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