联动试车现场
据悉,在6月13日9时,我国首套大型智能综采成套设备(包括采煤机、支架和运输机等)联动试车开始。刮板运输机开始慢慢运转,随液压支架分批自动展开支护板,接着采煤机的两个滚筒开始上下滚动“采煤”。这一切协调动作完全由计算机工作室操作。这套综采成套设备是国家“十二五”智能装备发展专项《煤炭综采成套装备智能系统开发与示范应用》项目,在太重煤机有限公司举行了地面联动验收试车仪式。国家发改委、工信部及山西有关部门领导及各大煤矿用户出席试车仪式。
该项目由太重集团煤机公司和西山煤电集团公司牵头承担,并联合平阳重工、山西煤机、山西科达、汾西重工、罗克佳华、向明机械、中国矿业大学等单位共同完成试制。该项目总投资4.4亿元,其中,国家扶持1亿元。它是“十二五”国家智能装备发展专项中,资金扶持最大的科研项目,它表明国家对煤炭大省山西实现转型发展的重视与支持。
我国是世界产煤大国,但整体技术水平和创新能力仍落后于世界先进水平。为此,国家发改委、财政部、工业和信息化部,根据《国家经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》精神,决定联合组织实施“智能制造装备发展专项”,以推动装备制造业的转型升级,加快智能制造装备的创新发展和产业化,提高井下煤矿安全高效和智能化水平。
试车开始后,看到了,在100多米长的刮板运输机和液压支架之间,一个黄红镶嵌的智能化采煤机在机器的轰鸣声中,以每分钟10米左右的速度前行。它上方的液压支架及下方的刮板运输机等设备,也在一起协调联动着,而智能控制系统则在这套机械设备附近的集中控制中心两间不大但布满了监视器、电脑的工作间。
实现少人、无人的智能化采矿,是当前国际采矿界研究的热点和难点。 世纪 年代,美国和澳大利亚的煤炭企业率先在工作面采用了计算机技术,对大功率电牵引采煤机、电液控制的液压支架和刮板运输机,实现了工作面“三机”的自动化及井下环境安全信息的实时监测。上世纪90年代,加拿大、芬兰、瑞典等国紧随其后:加拿大国际镍公司(Inco)开始研究遥控采矿技术;芬兰采矿工业宣布智能采矿技术方案;瑞典制订了向矿山自动化进军的“ 战略计划”。
中国智能化采矿发展相对落后。2000年9月,北京开采所与北京煤机厂、德国DBT公司等厂家合作,为铁法煤业集团小青煤矿装备了国内第一个薄煤层自动化无人工作面。2004年7月,山东新汶矿业集团公司从国外引进螺旋钻机采煤新工艺,工人在工作面以外的地点操作机电设备,可完成破煤、装煤、运煤等各工序,实现了无人工作面。2005年5月,大同煤矿集团从德国DBT公司引进了一套自动化刨煤机,实现了国内首个薄煤层刨煤机综采无人工作面。但国内较先进的大功率智能综采成套设备仍在研究或试制中。
2007年10月,太重煤机有限公司研制成功我国第一台930千瓦智能化电牵引采煤机。随之,中国首个具有自主知识产权的自动化、信息化采煤工作面在潞安环能股份公司漳村煤矿正式投产,标志着中国煤炭行业高产、高效矿井建设进入新阶段。高产高效开采技术的迅速发展、综采自动化工作面安全高效综合配套技术的发展,以及大功率电牵引采煤机、液压支架和刮板运输机自动控制和工况检测与故障诊断技术的实现,使工作面自动化程度迅速提高。
这套智能成套综采设备正是在此情况下应运而生的。它最大的亮点是,智能化控制水平高和成套设备大型化。它是国内最大功率的智能化综采的首套成套设备,采煤机重165吨,装机功率2660千瓦,与之相配套的液压支架、刮板运输机等也都是以“大”为美。更为重要的是,这些庞大的设备,均实现了联动智能化操控。
据了解,这套成套设备的智能化已达到较高水平。以太重煤机研制的智能采煤机为例,它能自动完成采煤工艺所要求的各种采煤工序,实现与液压支架及刮板运输机协调控制,具备完善的自诊断、故障预警及通讯功能。采煤机智能化系统包括以DSP为核心的中心模块(主要用途:运算、逻辑控制、通讯)、感知模块、故障分析模块、网络远程通讯控制模块、安全检测应急模块、智能切割模块、人机接口等功能模块。通过这些智能化模块,能有效地实现煤岩识别、滚筒高度自动调节、牵引速度自动调节,并具有采煤机运行工作状态电流、电压、功率及截割部、牵引部关键部件的转矩、转速、振动、温度等信号进行在线监测、诊断、预警功能,反应能在0.001秒间作出。
试车现场指挥太重煤机副总经理郝尚清介绍说,煤矿综采智能成套设备的研发和应用,从安全、高效、集约节能等方面给煤矿生产带来全面提升。仅从操作人数来讲,最少可减少50%以上,预计4到5个工作人员即可操作整套设备,并且提高了煤层回采率。《煤炭综采成套装备智能系统开发与示范应用》项目的研发,代表着未来煤炭采掘业的发展方向,进一步提升了我国煤机装备制造业的整体水平。正因为起点高,难度大,在研发中,太重煤机联合平阳重工、山西煤机、山西科达、汾西重工、罗克佳华、向明机械等单位,历时15个月协同攻关,在15个核心智能研发方面实现了突破,使得这套综采设备进入了地面联动试车阶段。此次地面联动的试车成功,标志着中国向实现“无人采煤工作面”迈出了重要一步。
该套设备将落户山西焦煤集团西山煤电(集团)有限责任公司,该公司建成的千万吨级安全高效示范工作面,将实现采煤机、液压支架和运输系统的智能化控制。
