采煤机技术发展历程(四)——连续采煤机

在采煤机发展过程中,以履带式掘进机为基础演变出一种横轴铣削滚筒的连续采煤机,成为机动性强、截割断面大的煤层切削机器。连续采煤机发源于井下采煤,陆续拓展出截齿滚筒、铲齿轮斗切削装载一体化挖掘机,被成功用于露天矿层掘采、海底矿脉开采、路面维修铣刨等领域。连续采煤机类似于履带行走机器人,具有自主导控机器人(Autonomous Guided Robot, AGR)的发展潜力,需要突破导航及场景感知技术及智能控制方法,以提高连续采煤机的自主运行能力。     

采煤机技术发展历程(三)——电牵引采煤机

采煤机行走技术从钢丝绳、圆环链的柔性牵引,发展到液压驱动和电机驱动的自行走,改变了采煤机自动化控制模式,也奠定了智能化采煤作业的技术基础。基于采煤机牵引技术构成要素,从理论上归纳了112种采煤机行走技术选择,但受可靠性和可控性所限,实际上只构成了10多种采煤机行走技术,其中电动机可控调速与齿啮合传动相结合的电牵引技术成为当今采煤机最普遍采用的行走方式,也是长壁开采智能化采煤机的最佳选择。1948年英国发明无链牵引装置,1975年美国JOY公司研制出第1台交-直流电牵引采煤机,1976年德国艾柯夫公司研制出第1台直流电牵引采煤机,1986年我国制造出第1台用于极薄煤层开采的电牵引单滚筒采煤机。这些研发机型成为电牵引采煤机发展的里程碑式创新。近15年我国在截割功率和采高技术指标上快速提升并赶超了国外产品,形成了剪刀状的电牵引采煤机型谱。     

采煤机技术发展历程(八)——可靠性技术

采煤机在煤矿恶劣环境中运行,其可靠性制约着采煤机高截割性、高智能性的发挥程度,对煤炭产量、成本甚至安全生产都有至关重要的影响,因此要从可靠性设计、可靠性增强、可靠性材料、可靠性运维4个方面提高采煤机产品可靠性。从国内外采煤机研发经验来看,可靠性设计的重点是部件可靠性、摩擦可靠性、结构冗余性、环境适应性、功能模块化、安全保护装置的设计创新;可靠性增强的措施是结构可靠性、牵引可靠性、驱动可靠性、供电可靠性的改进创新;材料可靠性的关键是齿轮材料、行走轮材料、滑靴材料、截齿材料、摇臂材料、滚筒材料的选优配强;可靠性运维的质量在于过载保护技术、故障监测诊断、预测性维修的有效实施。从定量分析看,目前国产采煤机整机可靠度与国外同类产品还存在较大差距,以上4个方面的可靠性改进有助于我国采煤机可靠性快速提升。     

采煤机技术发展历程(五)——自动化技术

采煤机自动化是机械化采煤工作面迈向少人化工作面的关键技术支撑,是近60年采煤机技术发展的重点脉络。最早的采煤自动化研究起源于20世纪30年代,20世纪60年代后进入了踊跃研发阶段,英国和西德在采煤机遥控技术、计算机化调速控制技术、机载自动控制技术、远程监控技术、记忆截割技术及液压支架电液控制技术上取得了引领性的创新突破。进入21世纪以来,我国采煤机自动控制技术从引进到学习再到自主创新,走出了一条弯道追赶、爬坡加速的发展之路。近10年来,我国采煤机控制系统已接近国外先进技术水平,研发出超越记忆截割的仿形截割技术,远程监控技术升级为驾驶舱系统,与自动化采煤机配套的液压支架电液控制技术已自主化并广泛推广应用。这些围绕采煤机的自动控制技术进步显著提升了我国煤矿生产自动化水平,增强了我国煤矿安全高效生产能力。     

采煤机技术发展历程(十)——制造商变迁

煤炭开采业的发展加速了欧洲的第一次工业革命,而这次工业革命也催生了一批采煤机制造商,为欧洲煤炭产量快速增长提供了关键设备。20世纪50年代之前,全球绝大部分采煤机制造商分布在欧洲国家和美国,亚洲仅有日本小松公司涉足采矿设备,而在我国只有1933年设立的鸡宁机械制作所(鸡西煤矿机械厂前身)。新中国成立之后,我国在东北、华北和西北建立了一批采煤机及相关装备制造厂,使我国采煤机制造能力从无到有、从弱到强。进入20世纪90年代,由于国外煤矿煤炭开采量下降以及煤矿井型增大,采煤机需求量逐渐萎缩,迫使采煤机制造商走上了并购重组之路,目前的全球五大采煤机制造集团是美国卡特彼勒、日本小松、德国艾柯夫、瑞典山特维克、波兰法姆尔。近10年来,我国采煤机制造企业加快了重组步伐,目前采煤机制造能力聚集到七大煤机集团,它们是中煤装备公司、天地科技公司、太重煤机公司、西安重装集团、郑煤机集团、山能重装集团、晋能装备集团。纵观采煤机150多年的发展历程,高截割性、高可靠性、高智能性一直是采煤机技术创新的核心出发点,采煤机产能与其机能、智能紧密相关,机器人化将是未来采煤机的重要创新方向。     

采煤机技术发展历程(九)——环境感知技术

采煤机实现自动化或智能化运行,必须能够准确获取作业位置、周围环境、煤层状态等信息。重点介绍了采煤机运行过程中的空间障碍、瓦斯浓度、行走位置、轨迹直线度等感知技术发展。在采煤机空间避障和防撞保护方面,基于毫米波雷达、激光雷达、图像识别的机器视觉感知技术具有优势,但目前在采煤机上尚未成熟应用,亟需深入研究。在机载瓦斯监测方面,差分吸收激光雷达探测技术和可调谐二极管激光吸收光谱探测技术是具有应用前景的瓦斯探测技术,目前尚少相关研究报道。在采煤机行进轨迹定位和直线度检测方面,基于捷联惯导的多传感器定位技术成为研究和应用热点,国内技术已渐进成熟和实用化。此外,基于激光雷达的SLAM机器视觉技术值得关注,可以把空间建模、避障防撞、行走定位、轨迹跟踪、姿态监测等多项任务融为一体,为构建采煤机数字孪生运行模型奠定感知技术基础。     

滚筒采煤机铣削阻力模拟试验台

本文用量纲分析法确定试验系统参数的相似准则和比例缩尺，并行行设计了高精度测扭和测三向力传感器，借用铣床传动系统建立了滚筒采煤机铣削阻力模拟试验台。实验表明，单齿铣削阻力模拟试验的结果与理论分析是一致的；利用铣床建立模拟试验台投资少、见效快，是一种较好的方案。     

采煤机技术发展历程(一)——截煤机、刨煤机、钻煤机

为全面了解采煤机技术创新过程,深刻认识采煤机对煤炭开采技术变革的作用,笔者把采煤机的创新脉络归纳为:基于4类切削机具、4种行走机构、6个控制能力,来满足5项采煤功能。由此,建立了采煤机切削机具、行走机构和控制能力3个维度、64种构型的采煤机集合库。以时间轴为主线,梳理出截煤机、刨煤机、钻煤机、滚筒采煤机、连续采煤机、露天采煤机、电牵引采煤机,以及采煤机可靠性、煤岩界面探测、采煤机自动化的发展历程,本篇介绍截煤机、刨煤机、钻煤机的发展。     

采煤机滚筒装煤问题研究(下)

<正> 五、滚筒的转速和牵引速度螺旋滚筒的装煤性能,除了与滚筒的结构参数等有关外,与采煤机的转速和牵引速度也有重要的关系。对于一个在煤中工作的螺旋滚筒,在落煤过程中的特性是采落下来的煤不均匀地分布在滚筒的半个圆周上。图8所示为采煤过程中刀具的切削厚度和回采量的关系。切削厚度在刀具行程中从     

采煤机滚筒装煤问题研究(上)

<正> 一、序言采煤机滚筒性能的好坏,直接影响采煤机落煤和装煤的效果。一个性能好的滚筒,必定是采煤量大,单位能耗小,装载率高,块煤率多,煤尘含量低,并有足够的机械强度以及截齿消耗量少。西德埃森采矿研究院回采技术研究所地面试验场对采煤机的滚筒作了大量的井上研究试验,并将取得的数据,再     

薄煤层电牵引滚筒采煤机技术发展状况

提高薄煤层工作面生产效率,使厚煤层开采速度相适应,其根本出路在于发展机械化,采用电牵引技术是提高薄煤层采煤机技术性能、可靠性和生产效率的重要途径。回顾了薄煤层电牵引采煤机技术发展过程,并介绍了新型薄煤层滚筒采煤机的使用情况和我国薄煤层电牵引采煤机技术的发展状况。     

国外滚筒采煤机的发展概况

国外长壁工作面采煤机械,在五十年代还处于摸索阶段,到六十年代已形成以浅截式采煤机械为主要发展方向,深截式采煤机英国煤矿+年来采煤机械使用合数及其占机械回采产量的比重表11971年*械处于淘汰中。这种情况由在国外具有一定代表性的英国长壁工作面采煤机械的发展(表1)可以看出。目前常用的采煤机械按     

浅谈滚筒采煤机外喷雾降尘技术

随着煤炭行业采煤技术机械化、自动化程度的提高,煤炭产量也大幅度增长,采煤过程中产生的粉尘也越来越多,严重影响着劳动者的身体健康和矿井环境安全。煤炭企业必须采取有效的降尘技术减少粉尘,改善作业环境,保障劳动者的身体健康。该文主要谈论滚筒采煤机外喷雾降尘技术的特点以及应用。     

采煤机破岩滚筒的技术分析

通过普通滚筒与破岩滚筒的对比分析，确定了破岩滚筒的主要技术参数，为处理综采工作面中的陷落柱提供了一种有效的技术途径。     

海德拉刀形截齿采煤机滚筒——未来采煤技术发展的趋势

1 海德拉公司概况 山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司董事长戈登·麦克山纳先生相信中国的很多煤矿将会受益于该公司设计制造的一系列新的采煤机滚筒.山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司,是英国海德拉国际采矿刀具设备有限公司与太原矿山机器集团有限公司共同出资组建的国际化合资公司,设在国家级太原经济技术开发区,专业生产刀形截齿采煤机滚筒和镐形截齿采煤机滚筒,可为中国煤矿提供世界一流、安全、健康、高效、耐用的采煤机滚筒和优良的技术服务.海德拉的合资伙伴太原矿山机器集团有限公司是中国较早引进国外技术生产电牵引采煤机的公司,年生产电牵引采煤机200余台,产品遍布中国各大煤矿.     

我国薄煤层滚筒采煤机的使用与发展

提高薄煤层工作面生产效率 ,使厚、薄煤层开采速度相适应 ,其根本出路在于发展机械化。本文回顾了我国薄煤层采煤机技术发展过程 ,并介绍了新型薄煤层滚筒采煤机的使用情况 ,指出了今后我国薄煤层滚筒采煤机技术的发展趋势     

滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的运用

机械化、自动化和现代化是我国煤炭开采技术发展的必然趋势。该文针对滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的应用进行分析,提出几点提升滚筒采煤机薄煤层自动化开采效率的方法策略,为我国滚筒采煤机薄煤层自动化开采技术的应用和发展提供资料参考。