掘进机专题会议上某公司领导讲话稿

1、各位到会的领导，专家，大家好！今天在这里让我们共同探讨一下：悬臂式掘进机的发展现状及趋势上世纪60年代末，进口悬臂式掘进机在我国煤矿生产中开始得到应用。第一台国产掘进机于上个世纪70年代研制成功。发展至今，掘进机年产量已达1200台以上。目前美国的久益、德国的DBT等进口装备正陆续退出中国市场，国产装备成为煤矿系统采用装备的主要供应商。这说明我们国产装备的技术日趋成熟，国产重型装备已成为目前煤矿使用的主流设备。目前全国有数千台掘进装备运用在煤矿行业矿建及生产运营的第一线。但仍存在不适应煤矿生产要求的现象。因此探讨掘进装备的现状及发展趋势有很重要的意义。今天我们主要探讨以下这五个方面：报告提纲一

2、、悬臂式掘进机的技术现状二、悬臂式掘进机存在的问题三、悬臂式掘进机深入研究方向四、主动抑爆系统在掘进机上的应用五、北方交通掘进机研发规划一、悬臂式掘进机的技术现状1. 悬臂式掘进机技术日趋成熟炮掘方式向机掘方式发展掘进机由国外为主转为国内为主2. 掘进机产品已形成系列化、多功能一体化的势态EBZ100型、EBZ132型、EBZ160型、EBZ160二代、EBZ180型、EBZ200型、EBZ200H型、EBZ230型、EBZ260型、EBZ280型、EBZ300型、EBZ320型、一体机、特型机3. 重型掘进机逐渐成为市场主流随着目前多种形式，复杂工况巷道的开采，按照大产能，大效率的生产模式，

3、重型掘进机逐渐被煤矿系统采用。从之初的160型掘进机，目前已经发展到320型掘进机。4. 人性化、智能化水平不断提高按照工况的要求和矿工使用习惯，大力提高设备的人性化、智能化水平，不断改善作业者的工作环境，体现行业的进步性和人文关怀。改进主要体现在：a. 液控先导b. 自动补油c. 集中润滑d. 故障诊断e. 实时监控f.有线、无线遥控*5. 特型机的需求更加多样化目前按照矿建和煤炭生产的需要，包括有：大坡度掘进机，掘锚、掘护一体化的掘进机，都有着广泛的市场需要。多种型号，多种功能的掘进机不断出现：大坡度薄煤层窄机身矮机身其它特型机6. 新材料、新工艺的采用，及核心部件优化升级新材料、新工艺、

4、新关键部件的采用，使掘进机综合性能和可靠性均可以大幅提高。这种提高反映在掘进机制造的方方面面，比如：耐磨钢板专业焊接工装优质液压元件采用7. 液压驱动由定量方式发展成为变量方式现在掘进机的液压系统普遍采用双联变量柱塞泵和负荷敏感控制阀配置8. 电气系统由逻辑电路控制方式发展成为PLC控制方式PLC控制可完成程序控制和各种传感器反馈信号处理，使控制工作更加灵活和可靠二、臂式掘进机存在的问题虽然目前国产掘进机在技术方面日趋成熟，但面对复杂的地质条件，仍然存在一些不适应生产需要的问题，具体问题简要总结五个方面：1 .掘进机在大坡度或小截面巷道工作时，能力难以发挥；有的矿井巷道坡度达到25°

5、，这就在施工上遇到了困难，驱动力不足，物料运输困难等矛盾尤为突出。面对截面较小的巷道掘进工作，虽然有体积较小的包括EBZ3理掘进机，但是由于他生产效率低，截割功率小，还不能够满足目前整个生产的综合要求，而功率较大的机型在小巷道中，无法充分发挥其掘进能力。2 .硬岩掘进时，掘进效率下降，生产耗损增加；硬岩掘进时，掘进效率下降，截齿损耗量上升，生产成本提高幅度加大。3 .锚护工作降低掘进施工效率；目前，掘进机在整个施工过程中，较好的矿井也只能完成一个小班的作业生产。那么另外两个班的生产都在锚固和运输两个施工环节。所以如何提高人工锚固的效率。尤其是机械化人工锚固。实现机械化锚固将大大的提高整个产能的

6、增加。4 .掘进机自带的除尘系统工作效果不够理想；掘进机工作时的除尘效果差。除尘的效果主要是两个方面问题：第一个方面是外挂除尘系统加上外喷雾系统还达不到良好的降尘效果。第二个方面现在内喷雾除尘的系统，基本上不能得到完全的应用。5 .掘进机操控还需向智能化、无人化控制方向发展。三、悬臂式掘进机深入研究方向上面谈了五个方面存在的问题，结合这些问题，我们沈阳北方交通在与专业院校，包括辽宁工程技术大学，中国矿大，加强产学研方面的合作的基础上。提出了五个研究方向：（1）研发特型掘进机（2）实现硬岩的经济截割（3）开发多功能一体机（4）提高掘进面的除尘水平（5）突破智能截割及远程监控1. 研发特型掘进机目

7、前针对于18度以上的坡度的施工情况，存在3个方面的问题，第一方面就是驱动能力不足，爬坡作业困难。第二方面就是物料的运输能力不足，一运无法高效的完成物料的运输。尤其是在下坡巷道有水的情况下，细料在下山水的冲洗下形成了的回料，堆积到铲板下方形成堵料，所以运输能力形成非常薄弱的环节。第三方面就是整机的重心需要调整，否则下大坡时可能发生倾翻。这个是目前三个方面的问题，那么就这三个方面的问题我们对大破度的施工提出了四点：（1）调整整机重心就是重新调整整机的重心改善掘进机行走的平稳性。（2）设备增加辅助支撑设备增加辅助支撑能够提高掘进时的整体平稳性。这种辅助支撑包括两个方面：个是侧邦支撑，再一个就是目前已

8、经提出来的，采用地锚的形式或者是采用矿车后坡牵引的形式来提高它的掘进时的整体稳定性。（3）提高整车驱动力提高整车驱动力，增加爬坡的能力和防止掘进机下滑，主要是通过加大整机重量，和加大它行走减速机的功率，提高它的爬坡能力和下山自控能力。（4）改变一运结构改变一运结构，提高物料运输效率。改变运行结构之前，首先要改变一运的整个刮板的材料和刮板的牙高形式，使一运材料的摩擦力加大；第二方面，一运的相关结构主要是在改善一运的倾角，使一运的运输料不至于有较大的下滑力，第三方面主要是不至于下山水的冲洗，使运输料进行回流。矮机身：机身高度小于1.6m窄机身：机身宽度小于2.2m薄煤层：适用于煤层厚度0.8m根据

9、我们总结出的四点方案，目前已经投入实施。2. 实现硬岩的经济截割在实现硬岩经济截割方面，我们强调了六点：（1）优化炮头设计，改善截齿排布，提高截齿性能，增强导流板耐磨性优化截齿设置，增强截割头整体的耐磨性，我们目前已经与阜新矿院联合采用虚拟化样机的设计技术，对于目前截齿进行优化设计，对于截齿的排布进行优化的相关设计，提高了整体截割部的能力。（ 2） 科学的增大机身重量和提高截割功率加大掘进机的截割功率，提高单刀的切削力，原来国内的全岩型掘进机通常的截割功率在200kW那么目前我们从200kW230、260、280、300、320不断提高，通过提高截割电机的功率，作为提高整机性能的一个突破口。（

10、3）增加辅助支撑，加强整机截割稳定性（4）改善截齿冷却条件，降低磨损改善截齿的冷却条件，降低磨损，这个冷却条件主要还是指在内喷雾方面的使用（一会我会单独再讲内喷雾系统，我们有几个研究的课题点）；（5）提高连接部件强度，提高液压元件的密封性提高连接部件的强度，增强连接件的抗疲劳性，那么目前我们整机的连接部件除了使用通常的达克锈螺栓和施必劳的防松措施，同时我们对于它的防松方式和方法在单一连接部件上采用了三种防松措施，对于连接部件又提出了一些新的热处理方式，使整机的连接的可靠性得以提高。（6）深入研究小型盘式截割头技术，深入研究震动截割技术，深入研究压力水截割技术研究小盘式的截割头技术，改变截割的方

11、式，这种小型盘式截割头主要参照目前盾构机的截割方式，试图通过这种截割机理的改变来提升破岩能力。相同的原理，采用振动截割，就是使炮头截割的时候加上冲击式振动，那么通过液压系统进行缓冲，把我们通常所说的夯的作用运用到全岩的截割当中，真正的实现截割切削全岩巷道，而不是我们目前所碰到的磨削的问题，我们采用这六个方面的研究来改善全岩断面的掘进的能力。3. 开发多功能一体机开发多功能一体机，目前按照市场需求多功能一体机主要是指两个方面，一个是掘护式一体机，一个是掘锚一体机。在掘护一体机上，从使用的效果来看，掘护一体化(1)提高安全性，减小空顶区威胁(2)能够辅助铺设锚网，减轻工作强度这张图片是我们已经开发

12、出来的掘护一体机的三维模型，是通过上面的护板支撑顶板，掘进头在下面进行巷道作业，使整个工作端面的空顶距离减小，得到有效的巷道保障，使工人的安全得到相应的有效保障。这张图片是这个护板折叠回来以后的三维模型，在这个预紧机除了我们对于平顶巷道的研究以外，目前我们正在研究关于拱顶，斜顶乃至巷道当中又有拱顶又有斜顶又有平顶的情况。目前正在研究一个护板能够适应多种巷道顶板支护的多功能一体装置。下面看到的是我们掘锚一体机的三维模型，掘锚一体化(1) 提高掘进工作效率(2) 降低人工作业强度第一张图片是关于顶板的锚桩。第二张图片是侧帮的锚桩。从目前的这个掘锚一体机来看，上个世纪80年代国内开始引进，包括美国，

13、加拿大的掘锚一体机，后来使用的效果也不是特别理想。目前主要在连采机上，采用掘锚一体化，得到了推广和应用，那么从我们的企业研究来看，国外掘锚的整个系统与国内有所不同。一个是他在锚杆的长度和锚杆的直径以及锚的形式上，三个方面与国内不同，整个系统不一样。我们目前要结合国内的掘锚系统具体的要求，再结合国外设备的成功使用经验，推出现在这样新的装备。掘锚一体机的推广和相应的应用。据我们目前测算的数据，应该能提高掘进效率的40姒上。4. 提高掘进面的除尘水平除尘方案(1) 本机除尘目前从内喷雾的作用来说，不仅仅是在降尘，因为我们目前在高瓦斯矿井施工当中，因为瓦斯含量比较高，截齿的发热以及与岩壁截割产生的火花

14、，都会导致重大灾害的发生，有安全的一些相关隐患，因此提高内喷雾使用的稳定性和可靠性，它的必要性非常突出。目前在内喷雾上主要遇到两个困难：第一个就是喷嘴的堵塞问题；二，就是由于它本身截割部机械结构的问题，必须要采用橡胶格来圈来进行密封。经过长时间设备的运行以后，我们不能准确的判定格来圈的密封效果。那么，就会导致，如果密封不严，产生油水混合，导致截割部造成非常大的相关损害。因此他的研究方向一个就是喷嘴的问题，二就是改变他机械结构的问题。目前据我们掌握的情况，比如说平庄的快运公司，一直在稳定的使用相关内喷雾，他们使用的方法就是，按照自己的估计，保守的在两个月之内更换一次橡胶格来圈。但是呢，操作复杂，

15、效率非常低。我们目前在这些结构方面已经拿出了具体的措施。喷嘴已经更换文丘里喷嘴，相信我们企业在自己的三代机上，内喷雾能够说是全面的使用并且稳定的使用。a.增加环喷系统b.采用文丘里喷嘴c.改善内喷水道布置和密封结构(2)外载除尘a.采用振弦除尘系统目前我们已经采用的除尘方案是把掘进机本身的除尘系统，也就是指它的环喷(外喷)加上外载的除尘系统(就是我们所说的外挂的，包括盾悬式的、私制的除尘风机），整体形成对掘进端面的除尘方案。那么目前经过改善以后，降尘效果明显增强，这个里面主要是我们在外喷雾的基础上增加了环喷，在原来普通喷嘴的基础上换成了文丘里的防堵喷嘴，使外喷雾的作用得到加强，那么关于它的外载

16、除尘，把原来的湿式除尘改成了振旋式除尘，改变了外载式除尘风机的机理，整个方案都得到了提升。振弦除尘器原理图这个图片是振旋式除尘风机除尘的相关原理，通过对含尘空气利用纤维三板进行三层过滤，同时把粉尘进行脱水，净空气排出，这样的一个方式作为一个外除尘的装备。除尘系统方案图外挂除尘设备在巷道的布置图我们简单有这么一个示意，大家看到下面橘黄色的是掘进机目前工作的位置，上面砖黄色的设备是除尘风机，含尘气体通过这样一个排气通道，经过除尘风机的过滤成为洁净的空气，这是一个巷道的布置图，下一个阶段我们还要加深在这一方面的研究深度，也就是说我们把除尘系统和目前巷道的进回风系统贯穿起来，通过进回风系统它自身的附加

17、问题，在进回风管道当中加入除尘装置和装备，使端面除尘的降尘效果进一步提升，而且能够节约巷道的运输通道，不占用大量的空间，目前这个课题已经开始相关立项，在年底之前会有一个新的系统方案出台。5. 突破智能截割及远程监控智能截割技术是指巷道断面的自动化成形技术，主要通过PLC程序发出指令控制液压系统的控制阀驱动执行部件按程序动作，并通过各传感器的反馈信息实时调整PLC指令，来完成巷道断面的自动截割成形。智能截割是指巷道的端面的成型截割程序，及掘进的轨迹成型，这个核心技术包括截割电机的恒功率自动调速和掘进机的机位检测，及截割全过程的程序控制。也包括遥控操作，截割视频传输和远程监控几个方面。远程监控一般

18、是指利用工业以太网的技术实现对掘进机的远程操作和实施的相互监控。这两项技术在2003年以来，国内国外的企业都在不断的加深加大在技术上的研究，但是目前，几项比较成熟的相关的技术，一个就是遥控的相关技术，二就是截割电机恒功率自动调速的技术，在这两项比较成熟的基础之上还存在着一些没有达到非常完善使用效果的点，比如说，全过程目前的监控，首先是视频传输，由于断面的除尘效果差，使得这个断面的截割头的位置成像模糊。（所以说截割视频传输是一个方面的问题，那么在它的之外呢，因为传输造成的问题，远程监控就得不到实现，2006年的时候，当时神华的神东矿上了一台国外进口的是有限操控的技术，还没有完全达到远程操控，那么

19、因为它的断面是不可控，所以把这个遥控器电线和设备锁到一起去，它的长度只能在五米范围之内进行操控，所以目前这个监视问题、视频传输问题是个大问题，在这个行业里逐步形成的研究技术基础上，这是一个在行业当中研究的技术基础上，我们又加深了关于这个智能操控限制点的智能研究，我们目前看到的是一个工业太网信号传出传入的这样的一个控制图，显然来说，这个PSP空制点就是我们终端机的位置，那么它通过这个交换机，通过人机的界面，通过我们在控制室能够对各种动作各种情况予以监控，刚才我也谈到了，）在技术方面碰到的问题，总结来说，存在的问题(1) 难以实现实时定位就是炮头看不到。(2) 难以实时观察也就是说视频传输，影像不

20、清，除尘的问题。(3) 需要人员实时维护需要人员实时进行相关的维护。在这个基础上，我们提出了两项解决方案，(1) 采用航天导航定位系统和激光定位系统采用航天导航定位系统和激光定位系统对于这个截割头的位置实现这种盲式监控，也就是说，通过我们对整机相对于陀螺仪的夹角来确定它在断面的一个相对位置，我们是把航天技术引入到我们这个终端的装备上来，在其他的领域，这种技术是非常成熟的，包括在一些机器人的行业当中是很成熟的，所以我们是第一个把这种技术引进来，利用这种导航的定位系统来确定这个位置。(2) 采用电控比例阀实现闭环控制对于整机采用了电控的比例阀，实现闭环控制也就是它能够完全的由电信号来进行驱动，通过

21、电信号来实现各种动作，那么在这两方面解决了之后，通过我们对断面其他环节的一些调整，应该说很快智能截割、以及远程操控的这种装备就会得以实现。而把掘进机作为一个节点并入整个矿井的监控总线，来实现实时观察和实时控制的技术就是工业以太网技术。四、主动抑爆系统在掘进机上的应用1 .开发机载主动抑爆炸系统的意义我国目前国有重点煤矿大多属于瓦斯矿井，高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44%。煤矿井下瓦斯爆炸、煤尘爆炸会引起巨大的财产损失和重大的人员伤亡。据有关资料统计,煤矿一次死亡10人以上的特大事故中有74%是瓦斯爆炸或瓦斯煤尘爆炸事故。采取有效技术措施将危险遏制在灾害发生前是实现安全生产的重要手段。2

22、 .我们想重点介绍一下，一个新的主动抑爆系统在掘进机上的相关应用。目前瓦斯治理问题应该是各个煤矿工作的重点。按照目前国家安规的规定，对于瓦斯，各煤矿企业都有一些有效的控制措施和办法。那么，针对于掘进装备上自配的一个主动抑爆系统，我们企业在行业当中首次提出，今天也一并在会上跟大家进行交流。主动抑爆系统结构中央处理器后备电源高压储能器触发装置喷射模块传感器3 .主动抑爆系统工作原理图传感器捕捉爆炸信号中央处理器解析信号发出信号高压蓄能器5%。秒打开阀门喷射释放高能抑爆介质形成抑爆屏障阻断爆炸的扩散*4 .安装示意图未采用抑爆装置的爆炸效果图采用抑爆装置的爆炸效果图主动抑爆系统的工作原理，主要是由传感器捕捉爆炸的信号，爆炸信号主要是在瓦斯含量上。由中央处理器来解析，并发出信号，通过发出的信号驱动高压水容器，打开了阀门之后，喷射爆炸释放的介质，形成抑爆的屏障，阻断爆炸的扩散。这其中重点提出来的就是由高压水容器到他推开阀门的这个时间是5%。秒，这个过程是整个抑爆系统的核心技术。这张图片是南非科学与工业研究院做的