梁坚毅：打造世界一流综掘装备 建设本质安全高效矿井 |
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| 煤炭资讯网 | 2008-8-29 13:49:40论文、言论 | ||
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作者系三一重装常务副总经理、研究院院长） 现代煤矿对综掘装备的新要求 随着安全高效矿井的建设,煤炭企业对于煤炭装备的设备性能和可靠性要求越来越高，特别是神华集团提出“高起点、高技术、高质量、高效益、高产出”的理念以来，得到了越来越多的煤炭企业的认同。其“一井一面百人千万吨”的生产组织模式和世界第一工效的骄人业绩，已向世人证明了其高瞻远瞩的领先意识。 目前，高效综采装备已基本能够满足我国煤炭企业对综采工作面安全高效的要求。但长期以来，采掘失衡的现象在全球普遍存在，我国也不例外。在综采产量越来越高的情况下，这种现象更显得特别突出。由于综掘面的机械化程度远不如综采，所以，目前我国的煤炭企业，基本上都还是靠多加掘进头（工作面）来暂时缓解上述情况。 相比综采机械化，综掘机械化有许多难点，主要在于： 一、两者的切割对象有别 采煤机切割的绝大部分都是煤，相对较软（煤的最大硬度一般不超过f4)。考虑到煤质问题，遇到大断层一般都是避开，即使是偶尔遇到一点小断层或夹矸，采取硬切过去的工艺时，由于其硬度不高，时间较短，采煤机尚能承受这种短时超载。 但掘进机就不同了。其承担了三大任务，即开拓巷道掘进、准备巷道掘进和回采巷道掘进。开拓巷道，特别是深部开拓巷道，由于其服务时间一般很长（20多年是很平常的，有的甚至是一个煤矿的整个寿命），为了围岩稳定，一般不但要实行岩巷开拓，还要特别选取非常硬的岩石处去开拓。准备巷道，原来也以岩巷掘进为多。虽然近年来，厚煤层和中厚煤层有实行煤巷掘进的趋势，但薄煤层工作面的准备巷道肯定都是半煤岩。 应该说，经过近30年来在全国推广机掘化，我国的综掘装备已开始起步，在近水平、长走向的煤巷掘进中，国产的标准型掘进机已能完全满足使用要求，这也使得我国的机掘率呈现出逐年增长趋势。 由于岩石相对于煤要硬（部分岩石比煤硬得多），各处地质状况的区别极大，因此，现代化煤矿对综掘装备提出了许多新的要求。 二、受重视程度不同 综采装备，是现代化煤矿的核心装备。长期以来，部分煤矿对综掘装备的重视程度低于综采装备，这也导致了综掘装备研制投入不足，其技术发展落后于综采装备。 好在近年来，在国家对煤矿安全日益重视的大环境下，在综采的产量越来越高的形势下，多数煤矿领导已感觉到了综掘装备现代化的必要性。因而，其不断地对综掘装备提出了新的要求。 三、成套的难易程度不同 目前，综合采煤机械化装备已形成了采煤机、刮板输送机（含转载破碎）、液压支架三机的完整配套，其需要的只是临时支护。这种配套实现了支护和采装运煤的同步，即在液压支架承担临时支护的同时进行采煤。 但综合掘进机械化装备与综采有很大不同。其最大的不同在于：目前采准巷道的支护都是永久支护，即掘进机走过去后，巷道必须仍然处于支护状态。所以，其主要工序应包括：掘进、装载、运输、打锚杆锚索孔、铺网装药锚固，在某些瓦斯涌出量很大的综掘面，还要进行瓦斯超前探放。在使用掘进机时，切割、装截都由掘进机完成了，后续的运输采用成熟的皮带机和矿车。打锚杆锚索孔、锚固和瓦斯超前探放孔虽然也能由机械完成，但都是单工序用简单机械，且仍是人工在孔下操作或扛着机器操作，劳动强度仍很大。如果全部机械化，要做到其与掘进机的相互不干涉和不影响，十分不容易。 即使是采用机掘时，目前综掘面的掘进机实际使用时间，每天只有6至10个小时，而打锚杆锚索孔、铺网装药锚固（有的还有喷浆）等为永久支护而做的工作，就需10至16小时之多，这对进尺的影响很大。 边掘边锚的希望，虽然国外已有机型能够实现，但还是受到很多限制：巷道宽度基本不能变，只适用于煤巷，只能适用于矩形巷道。 至于铺网装药，则至今仍无好的机械化方法。 四、对大坡度适应性不同： 煤矿地质条件复杂。除了近水平的水平运输大巷外，更多的是缓倾斜的和急倾斜的采准巷道。特别是由于斜井运煤可采用连续运输的皮带机，其在新建矿井中得到了广泛的使用。而为了缩短斜井的长度，减少工程量，坡度一般设计在25度左右（选取了皮带机可以正常工作的最大坡度）。 综采工作面由于有液压支架可以依靠底板来支撑顶板、支架数量很多，可以互起支撑作用，采取一定的技术措施后，使得综采成套装备可在急倾斜的工作面上机械化工作。 但标准掘进机就同了，因是单机，没有对顶板的支撑力，加上浮矸的作用，使得其履带的抓地力无法保证，自主进退产生困难。 在大坡度下山掘进时，大的坡度加上迎头易积水，使收料产生困难；上山掘进时，坡度大加上履带抓地力无法保证，使切割发生困难。 五、除尘的难度不同 综采工作面，由于其上下顺槽和工作面形成了通风的回路，即使有一定的粉尘未被喷雾压制住，也能及时地被带走。而且，综采工作面的煤粉尘，基本没有可导致矽肺的石英粉尘。 但综掘工作是独头掘进，其采用的局扇通风量小，不易将喷雾没有压住的粉尘带出。特别是全岩巷掘进时，其所未被喷雾压制住的石英类粉尘，对矿工的身体会造成很大的伤害。 鉴于以上难点，现代化煤矿对综掘装备提出了新的要求： 1.提高现有标准型掘进机的安全性、可靠性、生产效率，提供人性化的工作环境。 2.能有全岩巷掘进机面世，应具备足够的进尺、较低的消耗，能解决除尘问题，并有较为合适的性价比。 3.除了检修以外，掘进机可以不停地掘进，而不要因打锚杆锚索孔、铺网、装药、锚固等为永久支护而做的工作而被迫停机。 4.掘进机在大坡度上山掘进、平巷、大坡度下山掘进时都能正常使用，至少能够自行进退，以便尽量减少拆机次数。 5.掘进机能适应更窄、更低、起伏更大的巷道。 6.能有适用于煤巷快速掘进和房柱式采煤的国产装备问世。 为了向煤炭企业提供高品质的综掘装备，三一重型装备高起点地介入煤机行业，为行业带来了一股新风。按照 “品质改变世界”的质量文化，三一重型装备确定了掘进机的设计前提： 1.设备能在充满危险有害、随时可能爆炸的气体的场所运行； 2.空间极其狭小，没有地面常规起重设备，安装、维护、维修十分困难； 3.一线操作人员文化程度较低，综合素质不高，存在不按操作规程使用和维护设备情况； 4.管理人员远离现场，管理到位较为困难； 5.设备现场多次迁移、二次装配是生产的必须。 “安全、可靠、高效、人性化”，是三一重型装备产品的总体设计理念，是其设计必须遵守的基本原则。三一重型装备提倡“关注顾客认可的价值点”，以高开机率体现可靠性，以多出煤和多进尺体现高效，以傻瓜化、省力、环保和维护简便体现人性化。围绕这9字总体理念，三一重型装备确立了远远高于行业标准的内控质量标准和严格的品质保证措施，并确定了如下分设计理念： 一、安全大于天，矿工生命权至高无上。 1.标准设计全部采用具有煤矿矿用产品安全标志的采购件。 2. 安全保护标准齐全、有效。 3.安全保护数据能直接采集的不间接计算。 二、可靠，可靠，再可靠。 一切问题都是三一的。常态就是常态。简单的最可靠。 以在任何非常规操作的情况下设备不坏作为设计的基本规范。 现阶段立足于全力实现“三不”—— 不松动、不漏油、不开裂。 1.有联接就必须有防松。 2.防松到过程，到细节，到永远。 3.漏油无小事。 4.不怕开裂因无常，科学严谨就能防；有设计就要有计算；静态是相对的，动态才是绝对的；设计安全系数到最大。 5.能不用就不用，能少用不多用。 6. 保证螺栓不受剪。 7.把隐患消灭在出厂以前，全员控制、严酷试验。 8.找到最好的原料，才能生产出最好的产品。 三一重型装备的设计理念 一、多进尺比什么都强！ 二、我就是矿工！ 要求设计者、制造者都将自己视为矿工去体验，体现人性关怀。 三、没有误操作和不好的操作工。 四、全价值链设计才是最有价值的设计。 五、顾客说好才是好。 六、质量文化就是三一重型装备的信仰。
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