導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇礦山機(jī)械論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1礦山機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)幾十年的努力,我國(guó)礦山機(jī)械行業(yè)得到大力發(fā)展,但與國(guó)外同行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展水平相比,有相當(dāng)大的差距,尤其是在露天挖掘設(shè)備和井下運(yùn)設(shè)備等方面差距尤其明顯，對(duì)礦山機(jī)械產(chǎn)品而言,在制造質(zhì)量、外觀形狀可靠性、壽命、設(shè)計(jì)水平和試驗(yàn)手段等方面與先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比尚有一定的差距;我國(guó)加入WTO后,為了加快基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展,必須加快礦山機(jī)械的開(kāi)發(fā)與研究速度。

近年來(lái),我國(guó)礦山機(jī)械行業(yè)通過(guò)對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)的引進(jìn),或者與國(guó)外著名廠商的合作、合資,加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代,礦山機(jī)械行業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和外觀有了提高和改進(jìn),制造工藝技術(shù)水平有了提升。

但是隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生命的安全與財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視,機(jī)械安全也逐漸形成了一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科,并得到了社會(huì)的認(rèn)同。首先,處在重載、高速等環(huán)境下工作的礦山機(jī)械如果存在隱患而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),就可能導(dǎo)致如絞車(chē)損壞、鋼絲繩斷裂、跑車(chē)、皮帶機(jī)著火等惡性事故的發(fā)生;其次,隨著采礦工業(yè)機(jī)械化程度的提高,特別是大型和重型機(jī)械進(jìn)入采礦場(chǎng)所,安全隱患對(duì)其操作和周?chē)藛T傷害的可能性也在增大。

尤為重要的是,煤礦都不同程度地存在瓦斯、煤塵突出的危險(xiǎn),一旦遇到明火就會(huì)爆炸,引發(fā)重、特大安全事故,造成嚴(yán)重的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失,為了堅(jiān)決消滅引爆火源,井下設(shè)備必須具有良好的防爆性能“每年由礦山機(jī)械設(shè)備隱患導(dǎo)致的安全事故都給煤炭企業(yè)造成巨大損失,也給煤炭從業(yè)人員的人身安全造成嚴(yán)重威脅,礦山機(jī)的安全問(wèn)題越來(lái)越引起了人們的高度重視。

2礦山機(jī)械安全技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1礦山機(jī)械設(shè)備的裝備水平參差不齊

我國(guó)礦山機(jī)械設(shè)備的裝備水平參差不齊，現(xiàn)役煤炭生產(chǎn)礦井大體可以分為4類(lèi):老礦及改擴(kuò)建礦；現(xiàn)代化礦井;大型(超大型)現(xiàn)代礦井；鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小型礦井。

(1)老礦及改擴(kuò)建礦多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于資金和企業(yè)觀念上的問(wèn)題,仍然保留著建井初期的裝備,設(shè)備非常落后,安全設(shè)計(jì)欠缺,雖然進(jìn)行過(guò)一些技術(shù)改造仍無(wú)法滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的要求；

(2)現(xiàn)代化礦井大多建于20世紀(jì)80年代中、后期,廣泛采用了當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的綜采機(jī)械,其中國(guó)產(chǎn)設(shè)備占了主導(dǎo)地位,完全采用國(guó)產(chǎn)裝備的高產(chǎn)高效工作面不斷涌現(xiàn),機(jī)電一體化在礦山機(jī)械設(shè)備上逐步實(shí)現(xiàn)；

(3)大型、超大型礦井是近年來(lái)出現(xiàn)的,普遍引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的綜采設(shè)備；

(4)在我國(guó)現(xiàn)有的2.5萬(wàn)個(gè)煤礦中有2.3萬(wàn)個(gè)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，小型礦井,幾乎都由個(gè)人承包經(jīng)營(yíng),生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋,生產(chǎn)方式原始,普遍沒(méi)有綜采機(jī)械。

2.2礦山機(jī)械的研發(fā)和生產(chǎn)能力不斷增強(qiáng)

經(jīng)過(guò)二十幾年的研究、開(kāi)發(fā),我國(guó)的交流電牽引采煤機(jī)已逐步走向成熟,掘進(jìn)機(jī)從輕型發(fā)展到了中、重型,切割對(duì)象從煤拓展到了巖石,長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī)的質(zhì)量也有了很大的提高，多數(shù)國(guó)產(chǎn)設(shè)備也已經(jīng)有了在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控,安全性大為提高。

3存在的主要問(wèn)題

3.1我國(guó)礦山機(jī)械的安全狀況不容樂(lè)觀

我國(guó)的現(xiàn)代化礦井裝備水平雖然有了很大提高,但同發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距;現(xiàn)代化的綜采設(shè)備普及率還較低,有些礦井雖采用了引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備,但由于對(duì)其他國(guó)家技術(shù)的消化還不徹底,仍不能進(jìn)行正常使用和維護(hù),一些先進(jìn)的功能沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái),更有甚者,由于盲目追求生產(chǎn),忽視安全,把安全監(jiān)測(cè)裝置當(dāng)成影響生產(chǎn)的累贅而拆除,造成很大安全隱患,設(shè)備故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。為了追求利益的最大化,原有設(shè)備沒(méi)有淘汰,到了設(shè)計(jì)壽命仍在超期服役，大部分設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),帶來(lái)很多安全隱患。井下惡劣的工作環(huán)境也是造成設(shè)備安全性降低的重要因素,潮濕、粉塵、輻射等因素的影響,導(dǎo)致安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的可靠性下降；部分管理人員盲目追求生產(chǎn),存在僥幸心理,致使出現(xiàn)故障的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得不到及時(shí)維護(hù)和更換,也是造成設(shè)備安全性降低,也是安全事故屢發(fā)的原因之一。3.2礦山機(jī)械安全檢測(cè)技術(shù)需要完善

礦山機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期處于重載和交變載荷狀態(tài)下工作,容易產(chǎn)生各種安全隱患,如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn),設(shè)備仍然處在重載、高速等環(huán)境下工作,就有可能導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。雖然現(xiàn)代化的測(cè)試技術(shù)與設(shè)備在不斷更新,但由于礦山機(jī)械設(shè)備本身的復(fù)雜性及其工作環(huán)境的復(fù)雜性和大量不可預(yù)測(cè)的偶發(fā)事件的存在,礦山機(jī)械安全檢測(cè)技術(shù)仍然需要不斷完善和提高,特別是在靈敏度和可靠性方面,許多復(fù)雜的難題有待進(jìn)一步研究。

3.3機(jī)械安全設(shè)計(jì)方法不夠成熟

雖然目前許多機(jī)械在安全設(shè)計(jì)方面已有比較成熟的理論與方法,但是對(duì)于有些大型、復(fù)雜的關(guān)鍵礦山機(jī)械設(shè)備,目前安全設(shè)計(jì)只有理論,還沒(méi)有成熟的、理想的安全設(shè)計(jì)方法。如:迄今為止,我國(guó)的輸送機(jī)動(dòng)特性研究?jī)H停留于理論分析階段,急需相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和驗(yàn)證;在掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)方面,現(xiàn)在還沒(méi)有適合我國(guó)地質(zhì)條件的完整的截割、裝運(yùn)及行走的載荷譜,這些都對(duì)安全設(shè)計(jì)產(chǎn)生了一定的制約。與國(guó)外的機(jī)械安全設(shè)計(jì)相比有較大的差距。

3.4礦山機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)急需完善和嚴(yán)格執(zhí)行

已經(jīng)制定的礦山機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)涉及礦用絞車(chē)、礦井提升機(jī)、礦用提升絞車(chē)、窄軌運(yùn)輸車(chē)輛、地下鏟運(yùn)機(jī)、礦用炮孔鉆機(jī)、礦用人車(chē)、液壓防爆提升機(jī)和液壓防爆提升絞車(chē)等,為設(shè)計(jì)、制造和使用部門(mén)提供了一個(gè)總體框架和指導(dǎo)原則,并使產(chǎn)品在預(yù)定使用范圍內(nèi)得到安全保證。但礦山機(jī)械產(chǎn)品的品種達(dá)數(shù)百種,現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)僅涉及了礦山機(jī)械產(chǎn)品的一部分,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足礦山機(jī)械產(chǎn)品的安全要求。雖然大家都知道安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化是煤礦安全的基本保證,但是在煤炭需求旺盛的情況下,人們?nèi)菀讓?duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作產(chǎn)生松懈思想和厭倦情緒,加上不菲的投入,更會(huì)促使煤礦管理者在產(chǎn)量、進(jìn)尺與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化面前,忽視質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化,導(dǎo)致安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的滑坡,埋下事故隱患。

3.5從業(yè)人員素質(zhì)亟待提高

統(tǒng)計(jì)資料表明,80%以上的礦山傷亡事故是人為因素造成的,由于礦山工作的艱苦和危險(xiǎn)性,礦山機(jī)械的從業(yè)人員的組成復(fù)雜,部分機(jī)械設(shè)備操作人員文化素質(zhì)低,對(duì)設(shè)備的安全性能了解不夠,自我保護(hù)意識(shí)淡薄,習(xí)慣性野蠻操作等是造成礦山機(jī)械安全事故的重要因素。必須通過(guò)培訓(xùn)、教育等手段,不斷強(qiáng)化操作人員的責(zé)任心和安全意識(shí),掌握設(shè)備的安全操作要領(lǐng),才能提高駕馭設(shè)備的能力;必須嚴(yán)格按規(guī)程操作,杜絕麻痹心理,才能減少或杜絕設(shè)備傷害事故的發(fā)生。另外,煤炭企業(yè)的管理人員過(guò)多地強(qiáng)調(diào)產(chǎn)量,追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化,安全觀念不強(qiáng),對(duì)從業(yè)人員的上崗培訓(xùn)不到位,致使部分操作人員不能很好地掌握先進(jìn)設(shè)備的使用方法,導(dǎo)致現(xiàn)有的設(shè)備也不能發(fā)揮應(yīng)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4解決措施

4.1建立礦山機(jī)械安全設(shè)計(jì)體系

礦山機(jī)械和大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展方向一樣,趨向于大型、重載和高速化、智能化與微型化。由于涉及安全的問(wèn)題很多,單一學(xué)科的理論與方法已經(jīng)不能解決問(wèn)題,要盡快建立一個(gè)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的礦山機(jī)械安全設(shè)計(jì)體系,包括理論、原理和方法,為礦山機(jī)械安全設(shè)計(jì)提供方法論的指導(dǎo);對(duì)礦山機(jī)械安全設(shè)計(jì)的共性、基礎(chǔ)性問(wèn)題進(jìn)行研究,特別是針對(duì)井下可燃性氣體的礦山機(jī)械本質(zhì)安全性設(shè)計(jì)方面加大研究力度,并建立礦山機(jī)械安全行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù);建立低成本、適用性強(qiáng)的礦山機(jī)械安全設(shè)計(jì)體系,通過(guò)設(shè)計(jì)消除已判定的危害或減少有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),提高本質(zhì)安全水平。

4.2轉(zhuǎn)變企業(yè)觀念

由于礦山機(jī)械安全問(wèn)題的依附性、隱性和安全事故致因的復(fù)雜性,需要企業(yè)技術(shù)和管理人員轉(zhuǎn)變企業(yè)觀念,共同承擔(dān)安全責(zé)任,增強(qiáng)安全意識(shí)。

4.3加大安全資金投入,改善機(jī)械設(shè)備現(xiàn)狀

針對(duì)目前在礦山機(jī)械安全方面欠賬嚴(yán)重的狀況,國(guó)家應(yīng)該在政策方面加強(qiáng)引導(dǎo),在法規(guī)方面加大控制力度,在資金方面積極扶持國(guó)有重點(diǎn)煤礦和地方煤礦進(jìn)行安全技術(shù)改造,企業(yè)在利用國(guó)家政策技改資金的同時(shí),自身也應(yīng)下大力氣,多方籌措資金,補(bǔ)足安全欠賬缺口,下決心報(bào)廢一切超期服役的設(shè)備,或進(jìn)行必要的裝備技術(shù)改造,從而切實(shí)改善礦山機(jī)械設(shè)備安全現(xiàn)狀。

4.4進(jìn)一步制定和完善礦山機(jī)械安全的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)礦山機(jī)械行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作者應(yīng)密切關(guān)注國(guó)際機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)向,及時(shí)跟蹤各先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的重型礦山機(jī)械及相關(guān)行業(yè)的安全技術(shù)法規(guī)與安全標(biāo)準(zhǔn)情況,加大安全標(biāo)準(zhǔn)的制定力度,積極制定與國(guó)際接軌的安全標(biāo)準(zhǔn),使安全標(biāo)準(zhǔn)能覆蓋絕大多數(shù)礦山機(jī)械產(chǎn)品,監(jiān)察機(jī)關(guān)也應(yīng)加大執(zhí)法力度,保證法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行。

4.5加強(qiáng)對(duì)礦山機(jī)械安全技術(shù)人才的培養(yǎng)和從業(yè)人員培訓(xùn)

隨著我國(guó)礦山機(jī)械設(shè)備和科學(xué)技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展,由機(jī)械化向半自動(dòng)化和自動(dòng)化的方向邁進(jìn),對(duì)人的智力和技術(shù)水平的要求也更高、更嚴(yán)格。為了在生產(chǎn)工作中做到安全、高效,促進(jìn)我國(guó)機(jī)械安全體系的建立和貫徹落實(shí),就必須從現(xiàn)在起加快對(duì)從事設(shè)計(jì)、科研等工作的礦山機(jī)械安全技術(shù)人才的培養(yǎng),加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員和技術(shù)工人的選擇和培訓(xùn),全面提高礦山機(jī)械從業(yè)人員的技術(shù)水平和安全意識(shí),繼續(xù)推進(jìn)煤礦安全培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),更好地提高安全意識(shí)和安全設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

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篇2

煤炭是我國(guó)的主要能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的物資基礎(chǔ)。我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭資源分布面積約60多萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的6%。根據(jù)第三次全國(guó)煤炭資源預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，全國(guó)煤炭資源總量5.57萬(wàn)億噸，煤炭資源潛力巨大，煤炭資源總量居世界第一。已查明資源中精查資源量?jī)H占25%，詳查資源僅占17%。探明儲(chǔ)量達(dá)到10202億噸。其中可開(kāi)采儲(chǔ)量1891億噸，占18%，人均占有量?jī)H145噸，低于世界平均水平。國(guó)務(wù)院制訂的《能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004-2020）》（草案）指出“要大力調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，堅(jiān)持以煤炭為主體，電力為中心，油氣和新能源全面發(fā)展的戰(zhàn)略”。鑒于我國(guó)“多煤、貧油、少氣（天然氣）”的特點(diǎn)，在今后一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能源結(jié)構(gòu)仍然以煤炭為主，煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我國(guó)一次能源生產(chǎn)的70%以上，在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)上占主要地位，有舉足輕重的作用。

根據(jù)我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的需求，煤炭消費(fèi)的趨勢(shì)將有明顯上升。在煤炭消費(fèi)用戶(hù)的構(gòu)成中，電力、冶金、建材、化工4個(gè)行業(yè)煤炭消費(fèi)量占煤炭消費(fèi)總量從1990年的50%提高到2004年的84%，其中電力占51.8%，冶金11.64%，年占27%提高到2004年的51%，將近增長(zhǎng)一倍。

二、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)煤炭工業(yè)快速發(fā)展，2000年全國(guó)產(chǎn)煤9.9億噸，2001年產(chǎn)煤11.04億噸，2002年13.8億噸，2003年16.67億噸。2004年全國(guó)產(chǎn)煤19.56億噸，占全國(guó)一次性能源生產(chǎn)總量的74.3%，當(dāng)年煤炭銷(xiāo)售量為18.91億噸，占全國(guó)一次性能源消費(fèi)總量的65%，生產(chǎn)力水平顯著提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展。一些企業(yè)開(kāi)始跨地區(qū)、跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合，煤、電、化、路、港、航產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成，形成了一批在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、在國(guó)際上具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的大集團(tuán)，如神華集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)、兗州礦業(yè)集團(tuán)等。我國(guó)煤炭產(chǎn)量急劇上升，得到了全世界的關(guān)注。

煤炭是我國(guó)能源安全的基石。煤炭工業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)的煤炭產(chǎn)量已是世界第一位，是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，現(xiàn)在我國(guó)煤炭工業(yè)已具備了設(shè)計(jì)、施工、裝備及管理千萬(wàn)噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現(xiàn)代化綜采設(shè)備、綜掘設(shè)備和大型高效露天剝、采、運(yùn)、支成套設(shè)備在大中型煤礦大量使用。同時(shí)，我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)裝備總體水平低，煤炭生產(chǎn)技術(shù)裝備是機(jī)械化、部分機(jī)械化和手工作業(yè)并存的多層次結(jié)構(gòu)。技術(shù)和裝備水平低。全國(guó)煤礦非機(jī)械化采煤60%。大中型國(guó)有重點(diǎn)煤礦裝備水平較先進(jìn)，但設(shè)備老化程度較大；小型礦井生產(chǎn)技術(shù)裝備水平極低，煤礦生產(chǎn)工藝落后，作業(yè)人員過(guò)多、效率低。保障煤炭供應(yīng)是國(guó)家加強(qiáng)煤炭工業(yè)宏觀調(diào)控的重點(diǎn)之一，挖掘煤炭生產(chǎn)潛力，加快大型煤炭基地建設(shè)，是重要措施。為此，只有大幅提高大中型煤礦產(chǎn)量，才能在保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)的前提條件下，遏制小煤礦發(fā)展和淘汰小煤礦，完成煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。1998年12月以來(lái)，國(guó)家對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重大調(diào)整，關(guān)閉了五萬(wàn)多處小煤礦，淘汰了一批落后的生產(chǎn)能力，通過(guò)宏觀調(diào)控，煤炭生產(chǎn)形勢(shì)好轉(zhuǎn)，供求關(guān)系趨于平衡。目前我國(guó)煤炭生產(chǎn)企業(yè)2.5萬(wàn)多家，其中規(guī)模以上的企業(yè)約占60%左右，2005年計(jì)劃關(guān)閉2000多家小煤礦。

三、我國(guó)煤炭工業(yè)存在的問(wèn)題和與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家的差距

1、我國(guó)煤炭企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)集中度低我國(guó)煤炭企業(yè)的突出特點(diǎn)是，規(guī)模小、效率低、安全狀況不好，產(chǎn)業(yè)集中度低。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦占52%，國(guó)有地方煤礦占18%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占30%。按井型劃分，大型礦井占32%，中型礦井占18%，小型礦井（含鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦）占48%。2004年，全國(guó)約有煤礦2.5萬(wàn)處，95%以上的小煤礦，礦井年產(chǎn)能力不足3萬(wàn)噸的礦井約占40%，煤炭產(chǎn)業(yè)的集中度只有15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界主要產(chǎn)煤國(guó)家的水平。國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家，煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)模集中化，世界排名前10名的大公司，依靠核心競(jìng)爭(zhēng)力，做強(qiáng)做大，提高了全球煤炭產(chǎn)業(yè)的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的18.81%，有5家公司的煤炭產(chǎn)量超過(guò)1億噸，其中排名第一的皮博迪公司達(dá)到1.83億噸，力拓公司達(dá)到1.43億噸，美國(guó)前4家企業(yè)的煤炭產(chǎn)量占本國(guó)煤炭總量的46.9%。

2、我國(guó)煤炭裝備落后，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低、缺少大型成套設(shè)備.我國(guó)煤礦生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、國(guó)有煤礦連續(xù)緊張生產(chǎn)的礦井占總數(shù)的近50%，礦井主要生產(chǎn)設(shè)備嚴(yán)重老化，超期服役的占30-40%，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦設(shè)備簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)條件差，有的根本沒(méi)有機(jī)械設(shè)備，僅為人工開(kāi)采，不符合有關(guān)煤炭法規(guī)要求，當(dāng)前我國(guó)資源破壞和浪費(fèi)嚴(yán)重。部分煤炭企業(yè)存在著“采厚棄薄”、“吃肥丟瘦”等浪費(fèi)資源現(xiàn)象，全國(guó)煤礦平均資源回收率為30-35%左右，資源富集地區(qū)的小型礦井資源會(huì)回收率只有10-15%。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2002年我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度為77.78%，綜合采煤機(jī)械化為62.98%，掘進(jìn)機(jī)械化程度為81.15%，綜合掘井機(jī)械化程度為15.03%，地方國(guó)有煤礦機(jī)械化程度更低。當(dāng)前全國(guó)采煤機(jī)械化程度僅為42%，除國(guó)有大中型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到75%之外，大多數(shù)煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平低，裝備差、效率低。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，基本上是非機(jī)械化開(kāi)采。2004年鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)量占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的39%。對(duì)不適宜用放頂采煤的5.5米以上煤層，要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相適應(yīng)的高產(chǎn)高效的綜采成套設(shè)備。而國(guó)外美國(guó)久益（JOY）公司、德國(guó)德伯特（DBT）公司和德國(guó)艾克夫（Eickhoff）公司，都具有成熟的高煤層一次采全高的高產(chǎn)、高效綜采成套設(shè)備。神華集團(tuán)引進(jìn)的成套設(shè)備年產(chǎn)突破1085萬(wàn)噸，工作面長(zhǎng)度突破300米，最長(zhǎng)的工作面已超過(guò)400米，工作面總裝機(jī)功率已超過(guò)5000kw。而

國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家，煤炭生產(chǎn)呈現(xiàn)出大功率重型化、自動(dòng)化、集約化、按照環(huán)保的特點(diǎn)。國(guó)外先進(jìn)的采煤設(shè)備向大功率、重型化發(fā)展，設(shè)備儲(chǔ)備系數(shù)大、運(yùn)行可靠性高。DBT（德國(guó)德伯特）、JOY（美國(guó)久誼）和Eickhoof（德國(guó)艾克夫）等采礦設(shè)備公司都制造出具有自動(dòng)化功能的產(chǎn)品。美國(guó)聯(lián)邦2號(hào)礦在工作面實(shí)現(xiàn)了跟機(jī)自動(dòng)移架。澳大利亞Batana煤礦實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)割煤和跟機(jī)自動(dòng)移架。特別是信息技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，先進(jìn)煤礦廣泛采集工作面設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境安全檢測(cè)信息，在工作面集中顯現(xiàn)并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸和故障診斷。運(yùn)輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)均無(wú)人值守。實(shí)行集中遠(yuǎn)程操作、視頻監(jiān)視，輔助有專(zhuān)人巡視。井巷布置集約化，生產(chǎn)系統(tǒng)和環(huán)節(jié)少、實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)高度集中。通常是一礦、一井、一面生產(chǎn)。有些先進(jìn)的長(zhǎng)壁工作面每班只需6人，其中采煤機(jī)司機(jī)2人，維修工1人，機(jī)頭集中操作工1人，另外2人替換休息。高度重視工作環(huán)境的改善和人體安全防護(hù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息，監(jiān)測(cè)探頭遍布整個(gè)礦井。液壓支架具有跟機(jī)自動(dòng)噴霧和移架自動(dòng)噴霧功能；采煤機(jī)上方安裝導(dǎo)風(fēng)板，減少煤塵進(jìn)入人行空間。采煤機(jī)運(yùn)行的下風(fēng)側(cè)幾乎無(wú)人作業(yè)。

3、煤礦安全生產(chǎn)事故多我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)方面，重大瓦斯事故多發(fā)，煤礦事故的總死亡人數(shù)達(dá)到了高峰，2004年我國(guó)生產(chǎn)約20億噸煤，事故死亡約六千人，這幾年煤炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，煤礦百萬(wàn)噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59人下降到2004年3.08人，美國(guó)生產(chǎn)約10億噸煤死27-31人，百萬(wàn)噸死亡率約為0.039；波蘭百萬(wàn)噸死亡率為0.09；南非百萬(wàn)噸死亡率為0.13；俄羅斯百萬(wàn)噸死亡率為0.34。我國(guó)百萬(wàn)噸死亡率是美國(guó)的約100倍，俄羅斯的約10倍，印度的約12倍，大大超過(guò)煤炭先進(jìn)生產(chǎn)國(guó)家。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家講，礦井安全檢測(cè)儀表，安全設(shè)備均在設(shè)計(jì)中作了考慮，多數(shù)事故都是礦井管理問(wèn)題，真正因設(shè)備問(wèn)題而發(fā)生事故較少。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家依靠大型、強(qiáng)力綜采技術(shù)裝備已經(jīng)完成從普通綜采機(jī)械化向礦井高效集約化和自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)渡。高產(chǎn)高效煤礦的建設(shè)不僅提高煤炭生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)煤礦集約化生產(chǎn)，并為煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控創(chuàng)造條件，從而有效的預(yù)防和控制煤礦安全生產(chǎn)事故。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家安全生產(chǎn)上十分重視，不僅有健全的安全生產(chǎn)法規(guī)體系，還有嚴(yán)細(xì)的生產(chǎn)安全措施，嚴(yán)格的煤礦生產(chǎn)準(zhǔn)入制度，而且實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息，監(jiān)測(cè)探頭遍布整個(gè)礦井，保證了安全生產(chǎn)。

四、煤炭工業(yè)發(fā)展對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

1、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)煤炭行業(yè)發(fā)展規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容，“十一五”期間，我國(guó)將新建煤礦3億噸左右，其中投產(chǎn)2億噸。國(guó)家將在“十一五”期間，對(duì)煤炭行業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，大力整合、改造、關(guān)閉小煤礦，同時(shí)適度加快大型煤炭基地的建設(shè)，開(kāi)工一批現(xiàn)代化大型煤礦、置換落后的生產(chǎn)能力?！笆晃濉逼陂g煤炭行業(yè)現(xiàn)代企業(yè)制度要進(jìn)一步得到完善，大型煤炭企業(yè)集團(tuán)基本形成，到2010年要形成5-6個(gè)億噸級(jí)生產(chǎn)能力的特大型企業(yè)集團(tuán)，5-6個(gè)5000萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)能力的大型企業(yè)，產(chǎn)量將占全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的60%左右。通過(guò)新建和老礦井技術(shù)改造，全國(guó)將建成300處高產(chǎn)高效礦井，高產(chǎn)高效的礦井產(chǎn)量將占全國(guó)總產(chǎn)量的50%左右?！笆晃濉逼陂g，國(guó)家將建設(shè)神東、晉北、晉東、蒙東（東北）、云貴、河南、魯西、晉中、兩淮、黃隴（華亭）、翼中、寧東、陜北等13個(gè)大型煤炭基地，這些基地的儲(chǔ)量，占全國(guó)儲(chǔ)量的70%以上，作為煤炭供應(yīng)規(guī)劃和建設(shè)的核心。初步預(yù)測(cè)全國(guó)煤炭需求量：2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸，均占能源需求量的60%以上。據(jù)相關(guān)部分統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)有重點(diǎn)煤礦原煤產(chǎn)量9.22億噸，超過(guò)其核定生產(chǎn)能力50%以上，煤炭生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足。經(jīng)測(cè)算，到2020年，新建和在建的國(guó)有煤礦的生產(chǎn)能力約為7.1億噸。如果屆時(shí)中國(guó)小煤礦的產(chǎn)量仍保持目前的6億噸，按需求預(yù)測(cè)的高端方案，未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能17億噸，年均8500萬(wàn)噸；按需求預(yù)測(cè)的低端方案，未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能13億噸，年均6500萬(wàn)噸。2、對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

“十一五”期間，煤炭工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平將明顯提高。國(guó)家將建成140個(gè)高效安全現(xiàn)代化礦井，國(guó)家將加大對(duì)煤礦建設(shè)項(xiàng)目的支持力度，已先后有17個(gè)煤炭建設(shè)項(xiàng)目，由國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行出具貸款承諾，還將100多個(gè)高檔普采工作面升為綜采工作面，100多個(gè)普采工作面升為高檔普采工作面。這樣，中國(guó)大型煤礦采掘機(jī)械化程度將達(dá)到95%。中型煤礦的機(jī)械化程度將達(dá)到80%以上；大型煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到20%，國(guó)際先進(jìn)水平裝備率達(dá)到6%，中型煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到10%，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度達(dá)30%以上。據(jù)此分析，煤炭需求的急劇增長(zhǎng)，上述煤礦采掘機(jī)械化指標(biāo)還會(huì)有所突破，這為煤礦裝備的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)前景。

（1）井下綜采重點(diǎn)設(shè)備

我國(guó)煤炭開(kāi)采90%以上的井工開(kāi)采的，井工開(kāi)采占煤炭開(kāi)采的主導(dǎo)地位。為迅速提高我國(guó)綜合裝備水平，要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，采取跨越式發(fā)展模式。在“十一五”期間應(yīng)以日產(chǎn)2.5-3萬(wàn)噸（年產(chǎn)1000萬(wàn)噸左右）的綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化為突破口，全國(guó)實(shí)現(xiàn)綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，推動(dòng)我國(guó)礦山機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。

預(yù)計(jì)從2004年到2020年，每年新增綜采工作面成套設(shè)備為30套、普采工作面成套設(shè)備50套，每年設(shè)備更新量約為現(xiàn)有的基數(shù)的六分之一。粗略估算，2010年采煤成套設(shè)備年需求量將達(dá)到500臺(tái)套左右。高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是井下工作面綜合機(jī)械化采煤輸送設(shè)備，主要有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架和帶式輸送機(jī)。急需開(kāi)發(fā)研究的電牽引采煤機(jī)：裝機(jī)總功率為2000kw左右，供電電壓為3.3KV、采高范圍為5-6m，生產(chǎn)能力達(dá)3000t/h左右。

重型刮板輸送機(jī)：輸送能力3000-5000t/h，鋪設(shè)長(zhǎng)度250-400m，鏈速1.4m/s，裝機(jī)功率3×700或2×1000kw，供電電壓為3.3

。

液壓支架：最大工作阻力12000KN，立柱最大缸徑ф480mm，支護(hù)高度6m，架間距1.75-2m，支架降移升時(shí)間8-12s，采用電液控制系統(tǒng)。

大型帶式輸送機(jī)：裝機(jī)功率1500-4000KN，電壓3.3KV，帶寬≥1.4m，帶速≥5m/s，運(yùn)量≥5000t/h，距離50000m以上，托輥壽命5萬(wàn)小時(shí)以上，減速器壽命7萬(wàn)小時(shí)以上。

（2）井下綜掘設(shè)備

我國(guó)目前綜掘機(jī)械化程度比較低，僅為12.81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上綜采機(jī)械化的發(fā)展，其中掘進(jìn)機(jī)雖有較大的發(fā)展，但整體技術(shù)水平仍比國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。

需研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)：其截割功率300kw以上，截割斷面最大可達(dá)42m2，經(jīng)濟(jì)截割硬度達(dá)f12，可靠性要求，齒輪壽命在20000h以上，軸承壽命在30000h以上，力爭(zhēng)整機(jī)掘進(jìn)10000米無(wú)故障。

同時(shí)要結(jié)合我國(guó)國(guó)情和煤礦實(shí)際工礦，開(kāi)發(fā)研制集切割、裝運(yùn)、行走、錨桿支護(hù)、機(jī)載、除塵等功能為一體的掘錨聯(lián)合裝備機(jī)組，可大大提高掘進(jìn)速度。

（3）全自動(dòng)刨媒設(shè)備

我國(guó)薄煤層儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的21%左右，但是由于煤層薄，作業(yè)空間小，工作條件惡劣，薄煤層高產(chǎn)高效開(kāi)采技術(shù)一直是我國(guó)煤炭工業(yè)研究探討的重要難題。刨煤機(jī)作為一種“淺截深、多循環(huán)”的采煤設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)薄煤層高產(chǎn)高效的有效途徑。提高薄煤層機(jī)械化水平加快薄煤層資源的開(kāi)采進(jìn)度，不僅可以充分利用有限的資源，提高礦井整體生產(chǎn)能力，同時(shí)，也有利于保障煤礦的安全生產(chǎn)。開(kāi)發(fā)研制大功能、高強(qiáng)度、高效率、緊湊型的全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備勢(shì)在必行。全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備（采高0.6-1.8m），主要包括刨煤機(jī)、配套刮板輸送機(jī)、薄煤層液壓支架、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等產(chǎn)品。我國(guó)目前主要從德國(guó)DBT進(jìn)口主機(jī)——刨煤機(jī)及配套刮板輸送機(jī)，由北京煤炭機(jī)械廠配套薄煤層液壓支架，張家口煤礦機(jī)械有限公司配套轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)。到目前已進(jìn)口六套（鐵法2套、晉城、西山、陽(yáng)泉、大同各1套）。開(kāi)發(fā)研制的全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備：其生產(chǎn)能力1000噸/小時(shí)，鋪設(shè)長(zhǎng)度250-300米，適應(yīng)煤層厚度0.8-2米，適應(yīng)煤質(zhì)硬度F≤3.5，適應(yīng)煤層傾角≤25度，功率2×400kw（刨頭部分）、刨煤方式為雙速混合式，上行速度0.88米，下行速度1.76米，刨深≤120毫米，上行90毫米，下行30毫米、下鏈牽引，牽引鏈38毫米D級(jí)，刨煤機(jī)采用智能控制系統(tǒng)，能自動(dòng)監(jiān)視故障性質(zhì)和位置。

（4）礦井提升設(shè)備

目前我國(guó)約90%的原煤是靠井工開(kāi)采的，礦井提升設(shè)備是井工開(kāi)采的咽喉設(shè)備，它不僅關(guān)系到礦井的產(chǎn)煤量，而且直接影響到人身和整個(gè)礦井的安全。我國(guó)煤炭產(chǎn)量到2020年將達(dá)20-32億噸，估計(jì)每年需新增大型、特大型礦井提升機(jī)約30臺(tái)套，考慮到更新改造，綜合估算在“十一五”期間平均年需各類(lèi)提升機(jī)150-180臺(tái)套，其中大型和特大型約占20%，中小型約占80%，每年新增提升機(jī)產(chǎn)值5.4億元左右。開(kāi)發(fā)研制適用于年產(chǎn)1000萬(wàn)噸的特大型礦井提升設(shè)備，其規(guī)格為6×4、7×4多繩提升機(jī)、最大拖動(dòng)功率單機(jī)為6000KW、雙機(jī)為2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒，整機(jī)使用壽命為25年。

采用恒力矩、恒減速液壓控制系統(tǒng)：采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制自動(dòng)化運(yùn)行，提升速度及容器位置的監(jiān)控全由電氣自動(dòng)檢測(cè)、反饋、調(diào)整。實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的全自動(dòng)化監(jiān)控運(yùn)行。

（5）露天礦井開(kāi)采成套設(shè)備

露天開(kāi)采占我國(guó)煤炭總開(kāi)采量的10%左右。露天開(kāi)采與井工開(kāi)采相比具有煤炭資源利用率高，開(kāi)采成本低，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和工作人員更加安全等優(yōu)點(diǎn)。所以，發(fā)展露天開(kāi)采更有其井工開(kāi)采無(wú)法相比的作用和意義。大型露天礦設(shè)備從設(shè)計(jì)、制造到使用的技術(shù)性強(qiáng)，世界各國(guó)都爭(zhēng)相把最先進(jìn)的技術(shù)成果用在大型露天礦設(shè)備上，因此發(fā)展大型露天礦設(shè)備可以帶動(dòng)機(jī)械、電氣、液壓、信息等行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)和促進(jìn)我國(guó)民族工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前世界露天礦開(kāi)采特點(diǎn)是：高度集中化開(kāi)采與集約化經(jīng)營(yíng)；開(kāi)采工藝的多樣化；企業(yè)管理的計(jì)算機(jī)化與智能礦山；合理充分利用資源，重建生態(tài)環(huán)境保持可持續(xù)發(fā)展等幾個(gè)方面。在我國(guó)大型煤炭基地建設(shè)總體規(guī)劃方案中，神東、晉北、蒙東（東北）、云貴、黃隴（華亭）、陜西等基地都建有大型露天煤礦，僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬(wàn)t采選項(xiàng)目中16-45m3礦用挖掘機(jī)市場(chǎng)需求量就可達(dá)30-50億元；哈爾烏、武家塔、馬家塔采選項(xiàng)目等需大型拉鏟15-20億元，又比如對(duì)半連續(xù)開(kāi)采工藝設(shè)備僅蒙東要建7個(gè)5000萬(wàn)t級(jí)煤炭基地，建設(shè)一批保證勝利一二三號(hào)、百音花、伊敏河、寶日希勒一號(hào)和二號(hào)等超過(guò)千瓦噸級(jí)大型露天煤礦，加上神府、哈爾烏蘇和原有五大露天煤礦的改建及二、三期擴(kuò)建，移動(dòng)式、半移動(dòng)式破碎站需求量在40-60臺(tái)（套）之間，要求移動(dòng)式（半移動(dòng)式）破碎站的生產(chǎn)能力達(dá)到每小時(shí)2000-4000噸（碎煤），最高達(dá)到每小時(shí)6000噸（碎巖）。在上述煤礦建設(shè)中對(duì)礦用卡車(chē)的需求量，估計(jì)，“十一五”期間需100t級(jí)礦用車(chē)在250輛左右。當(dāng)前需要開(kāi)發(fā)研制斗容28m3、45m3的大型機(jī)械式正鏟，斗容70m3、90m3、100m3臂長(zhǎng)約為100m的大型拉鏟，降低電能消耗17%，減少機(jī)械零部件應(yīng)力載荷約30%，提高零部件使用壽命，使平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)研制斗輪挖掘機(jī)，爭(zhēng)取與國(guó)外合作制造3600m3大型斗輪挖掘機(jī)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)研制移動(dòng)式、半移動(dòng)式大型破碎站，其生產(chǎn)能力4000-6000-8000t/h，破碎物料強(qiáng)度≤150Mpa，給料粒度1500×1500×1500-2500×2500×2500mm，排料粒度≤350mm，立機(jī)形式新型雙齒輥破碎機(jī)（中心距1500-1800mm，輥長(zhǎng)2500-4000mm，功率2×300-2×500KW）。開(kāi)發(fā)研制帶寬2m的大型帶式輸送機(jī)，功率3×1400KW，運(yùn)輸量12000t/h，半固定式單機(jī)長(zhǎng)8820m，移置式單機(jī)長(zhǎng)5270m，在-45℃低溫下能正常運(yùn)行。爭(zhēng)取與國(guó)外合作，開(kāi)發(fā)研制載重170-360t的大型電動(dòng)輪自卸車(chē)，并達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

（6）煤炭洗選加工設(shè)備煤炭清潔洗選加工技術(shù)是資源綜合利用的基礎(chǔ)，是提高煤炭熱效率的有效途徑，也是保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需要，煤炭洗選加工業(yè)在政策扶持、

篇3

根據(jù)我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的需求，煤炭消費(fèi)的趨勢(shì)將有明顯上升。在煤炭消費(fèi)用戶(hù)的構(gòu)成中，電力、冶金、建材、化工4個(gè)行業(yè)煤炭消費(fèi)量占煤炭消費(fèi)總量從1990年的50%提高到2004年的84%，其中電力占51.8%，冶金11.64%，年占27%提高到2004年的51%，將近增長(zhǎng)一倍。

二、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)煤炭工業(yè)快速發(fā)展，2000年全國(guó)產(chǎn)煤9.9億噸，2001年產(chǎn)煤11.04億噸，2002年13.8億噸，2003年16.67億噸。2004年全國(guó)產(chǎn)煤19.56億噸，占全國(guó)一次性能源生產(chǎn)總量的74.3%，當(dāng)年煤炭銷(xiāo)售量為18.91億噸，占全國(guó)一次性能源消費(fèi)總量的65%，生產(chǎn)力水平顯著提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展。一些企業(yè)開(kāi)始跨地區(qū)、跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合，煤、電、化、路、港、航產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成，形成了一批在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、在國(guó)際上具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的大集團(tuán)，如神華集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)、兗州礦業(yè)集團(tuán)等。我國(guó)煤炭產(chǎn)量急劇上升，得到了全世界的關(guān)注。

煤炭是我國(guó)能源安全的基石。煤炭工業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)的煤炭產(chǎn)量已是世界第一位，是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，現(xiàn)在我國(guó)煤炭工業(yè)已具備了設(shè)計(jì)、施工、裝備及管理千萬(wàn)噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現(xiàn)代化綜采設(shè)備、綜掘設(shè)備和大型高效露天剝、采、運(yùn)、支成套設(shè)備在大中型煤礦大量使用。同時(shí)，我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)裝備總體水平低，煤炭生產(chǎn)技術(shù)裝備是機(jī)械化、部分機(jī)械化和手工作業(yè)并存的多層次結(jié)構(gòu)。技術(shù)和裝備水平低。全國(guó)煤礦非機(jī)械化采煤60%。大中型國(guó)有重點(diǎn)煤礦裝備水平較先進(jìn)，但設(shè)備老化程度較大；小型礦井生產(chǎn)技術(shù)裝備水平極低，煤礦生產(chǎn)工藝落后，作業(yè)人員過(guò)多、效率低。保障煤炭供應(yīng)是國(guó)家加強(qiáng)煤炭工業(yè)宏觀調(diào)控的重點(diǎn)之一，挖掘煤炭生產(chǎn)潛力，加快大型煤炭基地建設(shè)，是重要措施。為此，只有大幅提高大中型煤礦產(chǎn)量，才能在保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)的前提條件下，遏制小煤礦發(fā)展和淘汰小煤礦，完成煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。1998年12月以來(lái)，國(guó)家對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重大調(diào)整，關(guān)閉了五萬(wàn)多處小煤礦，淘汰了一批落后的生產(chǎn)能力，通過(guò)宏觀調(diào)控，煤炭生產(chǎn)形勢(shì)好轉(zhuǎn)，供求關(guān)系趨于平衡。目前我國(guó)煤炭生產(chǎn)企業(yè)2.5萬(wàn)多家，其中規(guī)模以上的企業(yè)約占60%左右，2005年計(jì)劃關(guān)閉2000多家小煤礦。

三、我國(guó)煤炭工業(yè)存在的問(wèn)題和與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家的差距

1、我國(guó)煤炭企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)集中度低我國(guó)煤炭企業(yè)的突出特點(diǎn)是，規(guī)模小、效率低、安全狀況不好，產(chǎn)業(yè)集中度低。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦占52%，國(guó)有地方煤礦占18%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占30%。按井型劃分，大型礦井占32%，中型礦井占18%，小型礦井（含鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦）占48%。2004年，全國(guó)約有煤礦2.5萬(wàn)處，95%以上的小煤礦，礦井年產(chǎn)能力不足3萬(wàn)噸的礦井約占40%，煤炭產(chǎn)業(yè)的集中度只有15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界主要產(chǎn)煤國(guó)家的水平。國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家，煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)模集中化，世界排名前10名的大公司，依靠核心競(jìng)爭(zhēng)力，做強(qiáng)做大，提高了全球煤炭產(chǎn)業(yè)的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的18.81%，有5家公司的煤炭產(chǎn)量超過(guò)1億噸，其中排名第一的皮博迪公司達(dá)到1.83億噸，力拓公司達(dá)到1.43億噸，美國(guó)前4家企業(yè)的煤炭產(chǎn)量占本國(guó)煤炭總量的46.9%。

2、我國(guó)煤炭裝備落后，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低、缺少大型成套設(shè)備.我國(guó)煤礦生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、國(guó)有煤礦連續(xù)緊張生產(chǎn)的礦井占總數(shù)的近50%，礦井主要生產(chǎn)設(shè)備嚴(yán)重老化，超期服役的占30-40%，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦設(shè)備簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)條件差，有的根本沒(méi)有機(jī)械設(shè)備，僅為人工開(kāi)采，不符合有關(guān)煤炭法規(guī)要求，當(dāng)前我國(guó)資源破壞和浪費(fèi)嚴(yán)重。部分煤炭企業(yè)存在著“采厚棄薄”、“吃肥丟瘦”等浪費(fèi)資源現(xiàn)象，全國(guó)煤礦平均資源回收率為30-35%左右，資源富集地區(qū)的小型礦井資源會(huì)回收率只有10-15%。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2002年我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度為77.78%，綜合采煤機(jī)械化為62.98%，掘進(jìn)機(jī)械化程度為81.15%，綜合掘井機(jī)械化程度為15.03%，地方國(guó)有煤礦機(jī)械化程度更低。當(dāng)前全國(guó)采煤機(jī)械化程度僅為42%，除國(guó)有大中型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到75%之外，大多數(shù)煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平低，裝備差、效率低。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，基本上是非機(jī)械化開(kāi)采。2004年鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)量占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的39%。對(duì)不適宜用放頂采煤的5.5米以上煤層，要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相適應(yīng)的高產(chǎn)高效的綜采成套設(shè)備。而國(guó)外美國(guó)久益（JOY）公司、德國(guó)德伯特（DBT）公司和德國(guó)艾克夫（Eickhoff）公司，都具有成熟的高煤層一次采全高的高產(chǎn)、高效綜采成套設(shè)備。神華集團(tuán)引進(jìn)的成套設(shè)備年產(chǎn)突破1085萬(wàn)噸，工作面長(zhǎng)度突破300米，最長(zhǎng)的工作面已超過(guò)400米，工作面總裝機(jī)功率已超過(guò)5000kw。而國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家，煤炭生產(chǎn)呈現(xiàn)出大功率重型化、自動(dòng)化、集約化、按照環(huán)保的特點(diǎn)。國(guó)外先進(jìn)的采煤設(shè)備向大功率、重型化發(fā)展，設(shè)備儲(chǔ)備系數(shù)大、運(yùn)行可靠性高。DBT（德國(guó)德伯特）、JOY（美國(guó)久誼）和Eickhoof（德國(guó)艾克夫）等采礦設(shè)備公司都制造出具有自動(dòng)化功能的產(chǎn)品。美國(guó)聯(lián)邦2號(hào)礦在工作面實(shí)現(xiàn)了跟機(jī)自動(dòng)移架。澳大利亞Batana煤礦實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)割煤和跟機(jī)自動(dòng)移架。特別是信息技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，先進(jìn)煤礦廣泛采集工作面設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境安全檢測(cè)信息，在工作面集中顯現(xiàn)并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸和故障診斷。運(yùn)輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)均無(wú)人值守。實(shí)行集中遠(yuǎn)程操作、視頻監(jiān)視，輔助有專(zhuān)人巡視。井巷布置集約化，生產(chǎn)系統(tǒng)和環(huán)節(jié)少、實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)高度集中。通常是一礦、一井、一面生產(chǎn)。有些先進(jìn)的長(zhǎng)壁工作面每班只需6人，其中采煤機(jī)司機(jī)2人，維修工1人，機(jī)頭集中操作工1人，另外2人替換休息。高度重視工作環(huán)境的改善和人體安全防護(hù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息，監(jiān)測(cè)探頭遍布整個(gè)礦井。液壓支架具有跟機(jī)自動(dòng)噴霧和移架自動(dòng)噴霧功能；采煤機(jī)上方安裝導(dǎo)風(fēng)板，減少煤塵進(jìn)入人行空間。采煤機(jī)運(yùn)行的下風(fēng)側(cè)幾乎無(wú)人作業(yè)。

3、煤礦安全生產(chǎn)事故多我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)方面，重大瓦斯事故多發(fā)，煤礦事故的總死亡人數(shù)達(dá)到了高峰，2004年我國(guó)生產(chǎn)約20億噸煤，事故死亡約六千人，這幾年煤炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，煤礦百萬(wàn)噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59人下降到2004年3.08人，美國(guó)生產(chǎn)約10億噸煤死27-31人，百萬(wàn)噸死亡率約為0.039；波蘭百萬(wàn)噸死亡率為0.09；南非百萬(wàn)噸死亡率為0.13；俄羅斯百萬(wàn)噸死亡率為0.34。我國(guó)百萬(wàn)噸死亡率是美國(guó)的約100倍，俄羅斯的約10倍，印度的約12倍，大大超過(guò)煤炭先進(jìn)生產(chǎn)國(guó)家。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家講，礦井安全檢測(cè)儀表，安全設(shè)備均在設(shè)計(jì)中作了考慮，多數(shù)事故都是礦井管理問(wèn)題，真正因設(shè)備問(wèn)題而發(fā)生事故較少。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家依靠大型、強(qiáng)力綜采技術(shù)裝備已經(jīng)完成從普通綜采機(jī)械化向礦井高效集約化和自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)渡。高產(chǎn)高效煤礦的建設(shè)不僅提高煤炭生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)煤礦集約化生產(chǎn)，并為煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控創(chuàng)造條件，從而有效的預(yù)防和控制煤礦安全生產(chǎn)事故。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家安全生產(chǎn)上十分重視，不僅有健全的安全生產(chǎn)法規(guī)體系，還有嚴(yán)細(xì)的生產(chǎn)安全措施，嚴(yán)格的煤礦生產(chǎn)準(zhǔn)入制度，而且實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息，監(jiān)測(cè)探頭遍布整個(gè)礦井，保證了安全生產(chǎn)。

四、煤炭工業(yè)發(fā)展對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

1、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)煤炭行業(yè)發(fā)展規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容，“十一五”期間，我國(guó)將新建煤礦3億噸左右，其中投產(chǎn)2億噸。國(guó)家將在“十一五”期間，對(duì)煤炭行業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，大力整合、改造、關(guān)閉小煤礦，同時(shí)適度加快大型煤炭基地的建設(shè)，開(kāi)工一批現(xiàn)代化大型煤礦、置換落后的生產(chǎn)能力?！笆晃濉逼陂g煤炭行業(yè)現(xiàn)代企業(yè)制度要進(jìn)一步得到完善，大型煤炭企業(yè)集團(tuán)基本形成，到2010年要形成5-6個(gè)億噸級(jí)生產(chǎn)能力的特大型企業(yè)集團(tuán)，5-6個(gè)5000萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)能力的大型企業(yè)，產(chǎn)量將占全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的60%左右。通過(guò)新建和老礦井技術(shù)改造，全國(guó)將建成300處高產(chǎn)高效礦井，高產(chǎn)高效的礦井產(chǎn)量將占全國(guó)總產(chǎn)量的50%左右?！笆晃濉逼陂g，國(guó)家將建設(shè)神東、晉北、晉東、蒙東（東北）、云貴、河南、魯西、晉中、兩淮、黃隴（華亭）、翼中、寧東、陜北等13個(gè)大型煤炭基地，這些基地的儲(chǔ)量，占全國(guó)儲(chǔ)量的70%以上，作為煤炭供應(yīng)規(guī)劃和建設(shè)的核心。初步預(yù)測(cè)全國(guó)煤炭需求量：2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸，均占能源需求量的60%以上。據(jù)相關(guān)部分統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)有重點(diǎn)煤礦原煤產(chǎn)量9.22億噸，超過(guò)其核定生產(chǎn)能力50%以上，煤炭生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足。經(jīng)測(cè)算，到2020年，新建和在建的國(guó)有煤礦的生產(chǎn)能力約為7.1億噸。如果屆時(shí)中國(guó)小煤礦的產(chǎn)量仍保持目前的6億噸，按需求預(yù)測(cè)的高端方案，未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能17億噸，年均8500萬(wàn)噸；按需求預(yù)測(cè)的低端方案，未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能13億噸，年均6500萬(wàn)噸。

2、對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

“十一五”期間，煤炭工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平將明顯提高。國(guó)家將建成140個(gè)高效安全現(xiàn)代化礦井，國(guó)家將加大對(duì)煤礦建設(shè)項(xiàng)目的支持力度，已先后有17個(gè)煤炭建設(shè)項(xiàng)目，由國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行出具貸款承諾，還將100多個(gè)高檔普采工作面升為綜采工作面，100多個(gè)普采工作面升為高檔普采工作面。這樣，中國(guó)大型煤礦采掘機(jī)械化程度將達(dá)到95%。中型煤礦的機(jī)械化程度將達(dá)到80%以上；大型煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到20%，國(guó)際先進(jìn)水平裝備率達(dá)到6%，中型煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到10%，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度達(dá)30%以上。據(jù)此分析，煤炭需求的急劇增長(zhǎng)，上述煤礦采掘機(jī)械化指標(biāo)還會(huì)有所突破，這為煤礦裝備的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)前景。

（1）井下綜采重點(diǎn)設(shè)備

我國(guó)煤炭開(kāi)采90%以上的井工開(kāi)采的，井工開(kāi)采占煤炭開(kāi)采的主導(dǎo)地位。為迅速提高我國(guó)綜合裝備水平，要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，采取跨越式發(fā)展模式。在“十一五”期間應(yīng)以日產(chǎn)2.5-3萬(wàn)噸（年產(chǎn)1000萬(wàn)噸左右）的綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化為突破口，全國(guó)實(shí)現(xiàn)綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，推動(dòng)我國(guó)礦山機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。

預(yù)計(jì)從2004年到2020年，每年新增綜采工作面成套設(shè)備為30套、普采工作面成套設(shè)備50套，每年設(shè)備更新量約為現(xiàn)有的基數(shù)的六分之一。粗略估算，2010年采煤成套設(shè)備年需求量將達(dá)到500臺(tái)套左右。高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是井下工作面綜合機(jī)械化采煤輸送設(shè)備，主要有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架和帶式輸送機(jī)。急需開(kāi)發(fā)研究的電牽引采煤機(jī)：裝機(jī)總功率為2000kw左右，供電電壓為3.3KV、采高范圍為5-6m，生產(chǎn)能力達(dá)3000t/h左右。

重型刮板輸送機(jī)：輸送能力3000-5000t/h，鋪設(shè)長(zhǎng)度250-400m，鏈速1.4m/s，裝機(jī)功率3×700或2×1000kw，供電電壓為3.3KV。

液壓支架：最大工作阻力12000KN，立柱最大缸徑ф480mm，支護(hù)高度6m，架間距1.75-2m，支架降移升時(shí)間8-12s，采用電液控制系統(tǒng)。

大型帶式輸送機(jī)：裝機(jī)功率1500-4000KN，電壓3.3KV，帶寬≥1.4m，帶速≥5m/s，運(yùn)量≥5000t/h，距離50000m以上，托輥壽命5萬(wàn)小時(shí)以上，減速器壽命7萬(wàn)小時(shí)以上。

（2）井下綜掘設(shè)備

我國(guó)目前綜掘機(jī)械化程度比較低，僅為12.81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上綜采機(jī)械化的發(fā)展，其中掘進(jìn)機(jī)雖有較大的發(fā)展，但整體技術(shù)水平仍比國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。

需研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)：其截割功率300kw以上，截割斷面最大可達(dá)42m2，經(jīng)濟(jì)截割硬度達(dá)f12，可靠性要求，齒輪壽命在20000h以上，軸承壽命在30000h以上，力爭(zhēng)整機(jī)掘進(jìn)10000米無(wú)故障。

同時(shí)要結(jié)合我國(guó)國(guó)情和煤礦實(shí)際工礦，開(kāi)發(fā)研制集切割、裝運(yùn)、行走、錨桿支護(hù)、機(jī)載、除塵等功能為一體的掘錨聯(lián)合裝備機(jī)組，可大大提高掘進(jìn)速度。

（3）全自動(dòng)刨媒設(shè)備

我國(guó)薄煤層儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的21%左右，但是由于煤層薄，作業(yè)空間小，工作條件惡劣，薄煤層高產(chǎn)高效開(kāi)采技術(shù)一直是我國(guó)煤炭工業(yè)研究探討的重要難題。刨煤機(jī)作為一種“淺截深、多循環(huán)”的采煤設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)薄煤層高產(chǎn)高效的有效途徑。提高薄煤層機(jī)械化水平加快薄煤層資源的開(kāi)采進(jìn)度，不僅可以充分利用有限的資源，提高礦井整體生產(chǎn)能力，同時(shí)，也有利于保障煤礦的安全生產(chǎn)。開(kāi)發(fā)研制大功能、高強(qiáng)度、高效率、緊湊型的全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備勢(shì)在必行。全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備（采高0.6-1.8m），主要包括刨煤機(jī)、配套刮板輸送機(jī)、薄煤層液壓支架、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等產(chǎn)品。我國(guó)目前主要從德國(guó)DBT進(jìn)口主機(jī)——刨煤機(jī)及配套刮板輸送機(jī)，由北京煤炭機(jī)械廠配套薄煤層液壓支架，張家口煤礦機(jī)械有限公司配套轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)。到目前已進(jìn)口六套（鐵法2套、晉城、西山、陽(yáng)泉、大同各1套）。開(kāi)發(fā)研制的全自動(dòng)刨煤成套設(shè)備：其生產(chǎn)能力1000噸/小時(shí)，鋪設(shè)長(zhǎng)度250-300米，適應(yīng)煤層厚度0.8-2米，適應(yīng)煤質(zhì)硬度F≤3.5，適應(yīng)煤層傾角≤25度，功率2×400kw（刨頭部分）、刨煤方式為雙速混合式，上行速度0.88米，下行速度1.76米，刨深≤120毫米，上行90毫米，下行30毫米、下鏈牽引，牽引鏈38毫米D級(jí)，刨煤機(jī)采用智能控制系統(tǒng)，能自動(dòng)監(jiān)視故障性質(zhì)和位置。

（4）礦井提升設(shè)備

目前我國(guó)約90%的原煤是靠井工開(kāi)采的，礦井提升設(shè)備是井工開(kāi)采的咽喉設(shè)備，它不僅關(guān)系到礦井的產(chǎn)煤量，而且直接影響到人身和整個(gè)礦井的安全。我國(guó)煤炭產(chǎn)量到2020年將達(dá)20-32億噸，估計(jì)每年需新增大型、特大型礦井提升機(jī)約30臺(tái)套，考慮到更新改造，綜合估算在“十一五”期間平均年需各類(lèi)提升機(jī)150-180臺(tái)套，其中大型和特大型約占20%，中小型約占80%，每年新增提升機(jī)產(chǎn)值5.4億元左右。開(kāi)發(fā)研制適用于年產(chǎn)1000萬(wàn)噸的特大型礦井提升設(shè)備，其規(guī)格為6×4、7×4多繩提升機(jī)、最大拖動(dòng)功率單機(jī)為6000KW、雙機(jī)為2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒，整機(jī)使用壽命為25年。

采用恒力矩、恒減速液壓控制系統(tǒng)：采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制自動(dòng)化運(yùn)行，提升速度及容器位置的監(jiān)控全由電氣自動(dòng)檢測(cè)、反饋、調(diào)整。實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的全自動(dòng)化監(jiān)控運(yùn)行。

（5）露天礦井開(kāi)采成套設(shè)備

露天開(kāi)采占我國(guó)煤炭總開(kāi)采量的10%左右。露天開(kāi)采與井工開(kāi)采相比具有煤炭資源利用率高，開(kāi)采成本低，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和工作人員更加安全等優(yōu)點(diǎn)。所以，發(fā)展露天開(kāi)采更有其井工開(kāi)采無(wú)法相比的作用和意義。大型露天礦設(shè)備從設(shè)計(jì)、制造到使用的技術(shù)性強(qiáng)，世界各國(guó)都爭(zhēng)相把最先進(jìn)的技術(shù)成果用在大型露天礦設(shè)備上，因此發(fā)展大型露天礦設(shè)備可以帶動(dòng)機(jī)械、電氣、液壓、信息等行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)和促進(jìn)我國(guó)民族工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前世界露天礦開(kāi)采特點(diǎn)是：高度集中化開(kāi)采與集約化經(jīng)營(yíng)；開(kāi)采工藝的多樣化；企業(yè)管理的計(jì)算機(jī)化與智能礦山；合理充分利用資源，重建生態(tài)環(huán)境保持可持續(xù)發(fā)展等幾個(gè)方面。在我國(guó)大型煤炭基地建設(shè)總體規(guī)劃方案中，神東、晉北、蒙東（東北）、云貴、黃隴（華亭）、陜西等基地都建有大型露天煤礦，僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬(wàn)t采選項(xiàng)目中16-45m3礦用挖掘機(jī)市場(chǎng)需求量就可達(dá)30-50億元；哈爾烏、武家塔、馬家塔采選項(xiàng)目等需大型拉鏟15-20億元，又比如對(duì)半連續(xù)開(kāi)采工藝設(shè)備僅蒙東要建7個(gè)5000萬(wàn)t級(jí)煤炭基地，建設(shè)一批保證勝利一二三號(hào)、百音花、伊敏河、寶日希勒一號(hào)和二號(hào)等超過(guò)千瓦噸級(jí)大型露天煤礦，加上神府、哈爾烏蘇和原有五大露天煤礦的改建及二、三期擴(kuò)建，移動(dòng)式、半移動(dòng)式破碎站需求量在40-60臺(tái)（套）之間，要求移動(dòng)式（半移動(dòng)式）破碎站的生產(chǎn)能力達(dá)到每小時(shí)2000-4000噸（碎煤），最高達(dá)到每小時(shí)6000噸（碎巖）。在上述煤礦建設(shè)中對(duì)礦用卡車(chē)的需求量，估計(jì)，“十一五”期間需100t級(jí)礦用車(chē)在250輛左右。當(dāng)前需要開(kāi)發(fā)研制斗容28m3、45m3的大型機(jī)械式正鏟，斗容70m3、90m3、100m3臂長(zhǎng)約為100m的大型拉鏟，降低電能消耗17%，減少機(jī)械零部件應(yīng)力載荷約30%，提高零部件使用壽命，使平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)研制斗輪挖掘機(jī)，爭(zhēng)取與國(guó)外合作制造3600m3大型斗輪挖掘機(jī)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)研制移動(dòng)式、半移動(dòng)式大型破碎站，其生產(chǎn)能力4000-6000-8000t/h，破碎物料強(qiáng)度≤150Mpa，給料粒度1500×1500×1500-2500×2500×2500mm，排料粒度≤350mm，立機(jī)形式新型雙齒輥破碎機(jī)（中心距1500-1800mm，輥長(zhǎng)2500-4000mm，功率2×300-2×500KW）。開(kāi)發(fā)研制帶寬2m的大型帶式輸送機(jī)，功率3×1400KW，運(yùn)輸量12000t/h，半固定式單機(jī)長(zhǎng)8820m，移置式單機(jī)長(zhǎng)5270m，在-45℃低溫下能正常運(yùn)行。爭(zhēng)取與國(guó)外合作，開(kāi)發(fā)研制載重170-360t的大型電動(dòng)輪自卸車(chē)，并達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

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一、概述

1.1情感化設(shè)計(jì)的含義

根據(jù)本文總結(jié)，得出情感化設(shè)計(jì)的大概含義。本文認(rèn)為情感化設(shè)計(jì)是一種人性化的設(shè)計(jì)，其改變了傳統(tǒng)的器械設(shè)計(jì)過(guò)程中只關(guān)注產(chǎn)品實(shí)用性的特點(diǎn)，將著眼點(diǎn)放于產(chǎn)品外形特征對(duì)于使用者的情感慰藉方面的作用，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品外觀的設(shè)計(jì)，使得使用者對(duì)器械進(jìn)行更加有效的使用。

1.2對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械情感化的作用的研究

本文認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械情感化設(shè)計(jì)的作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先是對(duì)于礦山作業(yè)者工作效率的影響。前文也有所提及，礦山作業(yè)相較于其他的工作來(lái)說(shuō)其工作量是較為巨大的，因此，在礦山工作者工作時(shí)易產(chǎn)生疲勞的情緒，對(duì)工作提不起精神。而這時(shí)情感化設(shè)計(jì)就可以起到一定的作用，通過(guò)對(duì)顏色、外形等方面的改造，使得礦山工作者在進(jìn)行機(jī)械使用時(shí)更具有精力。第二個(gè)影響即是對(duì)于安全性的影響。結(jié)合以往的對(duì)于礦山安全事故的報(bào)道可以得知，礦山作業(yè)的安全性雖然在近年得到了很大的提升，但是仍然具有一定的危險(xiǎn)性，尤其是在警示不夠且操作者疲乏的時(shí)候，更容易發(fā)生安全事故。情感化設(shè)計(jì)可以通過(guò)機(jī)械外形的刺激使得使用者具有警覺(jué)，從而減少事故的發(fā)生。

二、礦山機(jī)械情感化的實(shí)際應(yīng)用

1、機(jī)械色彩應(yīng)當(dāng)保持明亮。在礦山機(jī)械的使用過(guò)程中，其外形對(duì)人產(chǎn)生最直接的沖擊作用的就是機(jī)械的色彩。本文認(rèn)為，在進(jìn)行礦山機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了突出情感化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，其色彩應(yīng)當(dāng)從這兩個(gè)方面加以注意。首先是從對(duì)使用者精神和視覺(jué)神經(jīng)的刺激方面出發(fā)。據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，深沉灰暗的色彩更容易使人出現(xiàn)疲乏的現(xiàn)象，而明亮的色彩可以振奮人的精神，因此，在進(jìn)行礦山機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采用紅、橙等明亮的顏色。但是，顏色整體應(yīng)當(dāng)趨于簡(jiǎn)單，不應(yīng)當(dāng)制造色彩斑斕的外形，尤其是儀表盤(pán)的應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)單，以防使用者因?yàn)檠刍潄y而產(chǎn)生操作失誤的現(xiàn)象。另一個(gè)方面是對(duì)于安全警示方面的作用。其實(shí)為了刺激人的視覺(jué)而選擇的明亮色彩同時(shí)也具有個(gè)人提供警示的作用，但是本文認(rèn)為，除了整體的顏色之外，為了機(jī)械操作的安全，機(jī)械上的關(guān)注部位應(yīng)當(dāng)用重點(diǎn)色彩進(jìn)行標(biāo)記，使得機(jī)械的使用者對(duì)其進(jìn)行高度的關(guān)注，減少事故的發(fā)生。2、機(jī)械外形應(yīng)當(dāng)穩(wěn)重可靠。除了礦山機(jī)械的色彩之外，其外形同樣能給使用者起到心理暗示的作用。在我們傳統(tǒng)的認(rèn)知當(dāng)中，普遍認(rèn)為棱角分明的結(jié)構(gòu)較之彎彎曲曲的結(jié)構(gòu)更加具有安全感。而礦山機(jī)械由于其作業(yè)地點(diǎn)的特殊性以及其工作人員心理的特殊性，對(duì)其外表的穩(wěn)重程度的要求比其他機(jī)械更高。因此，根據(jù)對(duì)礦山機(jī)械使用者情感的分析得出，其希望在較為不穩(wěn)定工作環(huán)境中尋找一個(gè)穩(wěn)定的依靠，因此，礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)較多地利用直角和直線，以突出其穩(wěn)定感。但是，從另一個(gè)方面而言，棱角分明的機(jī)械雖然看起來(lái)穩(wěn)固可靠，但是也給人一種重機(jī)械的壓抑感，影響礦山工作者的工作熱情，因此，在進(jìn)行礦山機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)做到在保障整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性的基礎(chǔ)上融入較為柔和的線條，減緩重型機(jī)械給人心理帶來(lái)的壓抑感和嚴(yán)肅感。3、機(jī)械的操作應(yīng)當(dāng)具有規(guī)整性。至于礦山機(jī)械操作的規(guī)整性，可能是一個(gè)較為難于理解的概念。本文想突出的是，在礦山機(jī)械的操作過(guò)程中，其作用的效果應(yīng)當(dāng)具有一定的規(guī)律。例如，在運(yùn)用挖煤機(jī)器的時(shí)候，挖煤機(jī)器挖出的煤最好是具有統(tǒng)一的大小和形狀，這樣的機(jī)械工作，不僅可以使得工作者心理因?yàn)槊簤K的整齊而感到舒心而且可以生出一種對(duì)這種機(jī)械操作的成就感。因此，要想實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械的情感化設(shè)計(jì)不僅需要對(duì)其外形進(jìn)行改造，使其的作業(yè)方式變得更規(guī)整也是對(duì)增進(jìn)工作者的工作效率具有重大影響的舉措之一。

總的來(lái)說(shuō)，要想實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械情感化設(shè)計(jì)的成功應(yīng)用，就應(yīng)把握住礦山工作則在工作的時(shí)候與其他工作者心理的不同，再通過(guò)研究，將能對(duì)其心理產(chǎn)生積極影響的元素融入到礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)中去，以實(shí)現(xiàn)更安全高效的礦山工作。

作者:孔德博 張莉婷 單位:1.五礦邯邢礦業(yè)邯鄲地質(zhì)勘查有限公司 2.五礦邯邢礦業(yè)邯鄲中冶建設(shè)有限公司

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2礦山機(jī)械設(shè)備安全管理存在的問(wèn)題

礦山機(jī)械設(shè)備安全管理工作在安全標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備管理人員素質(zhì)、設(shè)備維修中、輕保養(yǎng)等方面存在問(wèn)題。

2.1礦山機(jī)械設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)不完善、執(zhí)行不到位

目前，礦山機(jī)械設(shè)備種類(lèi)豐富，達(dá)數(shù)百種之多。但是現(xiàn)行的安全標(biāo)準(zhǔn)僅包含了一部分礦山機(jī)械設(shè)備，離礦山機(jī)械產(chǎn)品的安全要求還差一大截，可見(jiàn)礦山機(jī)修設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)不完善。此外，部分設(shè)備管理人員因受經(jīng)濟(jì)利益的誘惑，只重視企業(yè)生產(chǎn)量的提高，把安全標(biāo)準(zhǔn)拋在腦后，對(duì)機(jī)械設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位，從而導(dǎo)致安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下浮，為礦山作業(yè)埋下了事故隱患。

2.2礦山機(jī)械設(shè)備質(zhì)量良莠不齊

由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差異，礦山機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量良莠不齊，存在著不同程度的安全隱患。例如，在偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中還依然使用著年代久遠(yuǎn)的老礦，這些老礦由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，再加上當(dāng)?shù)刭Y金、技術(shù)、管理水平不到位，礦井采礦條件簡(jiǎn)陋、采礦方法老式，存在一定的安全隱患。一些新礦、大型礦的機(jī)械設(shè)備主要也還是國(guó)產(chǎn)，只有部分在使用國(guó)外引進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和開(kāi)采技術(shù)。

2.3設(shè)備管理人員素質(zhì)參差不齊

礦山生產(chǎn)由于其工作環(huán)境惡劣、工作條件艱苦、工作性質(zhì)危險(xiǎn)、工作任務(wù)繁重，很難引進(jìn)高素質(zhì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才。因此，許多企業(yè)招聘的設(shè)備管理人員的文化專(zhuān)業(yè)水平普遍較低，素質(zhì)參差不齊，安全意識(shí)淡薄。有些操作人員甚至沒(méi)有接受正規(guī)培訓(xùn)就上崗作業(yè)，這樣的結(jié)果就導(dǎo)致違規(guī)操作，造成機(jī)械設(shè)備安全事故。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，礦山機(jī)械傷亡事故80%以上是由于工作人員的操作不當(dāng)造成。

2.4機(jī)械設(shè)備重維修、輕保養(yǎng)

由于設(shè)備管理人員的素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)，因此對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)工作重視不夠，存在重維修、輕保養(yǎng)的現(xiàn)象。在日常的設(shè)備的檢查、保養(yǎng)中，一些操作人員馬馬虎虎、敷衍了事，不嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備，致使機(jī)械設(shè)備帶病工作，最終小隱患變成大故障，這樣既導(dǎo)致了設(shè)備修理成本的增加，又造成了設(shè)備使用壽命的降低。

3完善礦山機(jī)械設(shè)備安全管理的路徑

3.1完善礦山機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)，加大執(zhí)行力度

首先，我國(guó)礦山機(jī)械行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作者應(yīng)參照國(guó)際機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合我國(guó)礦山機(jī)械設(shè)備的基本情況，積極完善安全標(biāo)準(zhǔn)，使新安全標(biāo)準(zhǔn)能覆蓋絕大多數(shù)礦山機(jī)械產(chǎn)品，滿(mǎn)足礦山機(jī)械產(chǎn)品的安全要求。其次，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法力度，使礦山企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)上嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.2整改礦山機(jī)械設(shè)備，提高機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量

加大對(duì)貧困地區(qū)的資金扶持力度，淘汰那些存在安全隱患的老礦，建造一批安全性高、采礦條件適宜、設(shè)備先進(jìn)的新礦、大型礦。同時(shí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)機(jī)械設(shè)備和科學(xué)的采礦技術(shù)，提高整個(gè)礦山機(jī)械的運(yùn)行效率。

3.2提高機(jī)械設(shè)備管理人員的綜合素質(zhì)

在礦山機(jī)械設(shè)備安全管理過(guò)程中，設(shè)備管理人員綜合素質(zhì)的高低決定著安全管理質(zhì)量好壞。礦山企業(yè)應(yīng)該根據(jù)不同水平的操作人員制定不同的內(nèi)容，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備操作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)技能和安全意識(shí)的培訓(xùn)，使操作人員的安全責(zé)任意識(shí)內(nèi)化于心，外化于行，以減少礦山作業(yè)中的不規(guī)范行為，有效減少事故發(fā)生的概率，為礦山企業(yè)有序生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效率提供有效保障。

篇6

煤炭是我國(guó)的主要能源,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的物資基礎(chǔ)。我國(guó)煤炭資源豐富,煤炭資源分布面積約60多萬(wàn)平方公里,占國(guó)土面積的6%。根據(jù)第三次全國(guó)煤炭資源預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià),全國(guó)煤炭資源總量5.57萬(wàn)億噸,煤炭資源潛力巨大,煤炭資源總量居世界第一。已查明資源中精查資源量?jī)H占25%,詳查資源僅占17%。探明儲(chǔ)量達(dá)到10202億噸。其中可開(kāi)采儲(chǔ)量1891億噸,占18%,人均占有量?jī)H145噸,低于世界平均水平。 國(guó)務(wù)院制訂的《能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要(2004-2020)》(草案)指出“要大力調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),堅(jiān)持以煤炭為主體,電力為中心,油氣和新能源全面發(fā)展的戰(zhàn)略”。鑒于我國(guó)“多煤、貧油、少氣(天然氣)”的特點(diǎn),在今后一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),能源結(jié)構(gòu)仍然以煤炭為主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我國(guó)一次能源生產(chǎn)的70%以上,在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)上占主要地位,有舉足輕重的作用。

根據(jù)我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的需求,煤炭消費(fèi)的趨勢(shì)將有明顯上升。在煤炭消費(fèi)用戶(hù)的構(gòu)成中,電力、冶金、建材、化工4個(gè)行業(yè)煤炭消費(fèi)量占煤炭消費(fèi)總量從1990年的50%提高到2004年的84%,其中電力占51.8%,冶金11.64%,年占27%提高到2004年的51%,將近增長(zhǎng)一倍。

二、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)煤炭工業(yè)快速發(fā)展,2000年全國(guó)產(chǎn)煤9.9億噸,2001年產(chǎn)煤11.04億噸,2002年13.8億噸,2003年16.67億噸。2004年全國(guó)產(chǎn)煤19.56億噸,占全國(guó)一次性能源生產(chǎn)總量的74.3%,當(dāng)年煤炭銷(xiāo)售量為18.91億噸,占全國(guó)一次性能源消費(fèi)總量的65%,生產(chǎn)力水平顯著提高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展。一些企業(yè)開(kāi)始跨地區(qū)、跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合,煤、電、化、路、港、航產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成,形成了一批在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、在國(guó)際上具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的大集團(tuán),如神華集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)、兗州礦業(yè)集團(tuán)等。我國(guó)煤炭產(chǎn)量急劇上升,得到了全世界的關(guān)注。

煤炭是我國(guó)能源安全的基石。煤炭工業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),我國(guó)的煤炭產(chǎn)量已是世界第一位,是煤炭生產(chǎn)大國(guó),現(xiàn)在我國(guó)煤炭工業(yè)已具備了設(shè)計(jì)、施工、裝備及管理千萬(wàn)噸露天煤礦和大中型礦井的能力?，F(xiàn)代化綜采設(shè)備、綜掘設(shè)備和大型高效露天剝、采、運(yùn)、支成套設(shè)備在大中型煤礦大量使用。同時(shí),我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)裝備總體水平低,煤炭生產(chǎn)技術(shù)裝備是機(jī)械化、部分機(jī)械化和手工作業(yè)并存的多層次結(jié)構(gòu)。技術(shù)和裝備水平低。全國(guó)煤礦非機(jī)械化采煤60%。大中型國(guó)有重點(diǎn)煤礦裝備水平較先進(jìn),但設(shè)備老化程度較大;小型礦井生產(chǎn)技術(shù)裝備水平極低,煤礦生產(chǎn)工藝落后,作業(yè)人員過(guò)多、效率低。保障煤炭供應(yīng)是國(guó)家加強(qiáng)煤炭工業(yè)宏觀調(diào)控的重點(diǎn)之一,挖掘煤炭生產(chǎn)潛力,加快大型煤炭基地建設(shè),是重要措施。為此,只有大幅提高大中型煤礦產(chǎn)量,才能在保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)的前提條件下,遏制小煤礦發(fā)展和淘汰小煤礦,完成煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。1998年12月以來(lái),國(guó)家對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重大調(diào)整,關(guān)閉了五萬(wàn)多處小煤礦,淘汰了一批落后的生產(chǎn)能力,通過(guò)宏觀調(diào)控,煤炭生產(chǎn)形勢(shì)好轉(zhuǎn),供求關(guān)系趨于平衡。目前我國(guó)煤炭生產(chǎn)企業(yè)2.5萬(wàn)多家,其中規(guī)模以上的企業(yè)約占60%左右,2005年計(jì)劃關(guān)閉2000多家小煤礦。

三、我國(guó)煤炭工業(yè)存在的問(wèn)題和與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家的差距

1、 我國(guó)煤炭企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)集中度低 我國(guó)煤炭企業(yè)的突出特點(diǎn)是,規(guī)模小、效率低、安全狀況不好,產(chǎn)業(yè)集中度低。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦占52%,國(guó)有地方煤礦占18%,鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦占30%。按井型劃分,大型礦井占32%,中型礦井占18%,小型礦井(含鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦)占48%。2004年,全國(guó)約有煤礦2.5萬(wàn)處,95%以上的小煤礦,礦井年產(chǎn)能力不足3萬(wàn)噸的礦井約占40%,煤炭產(chǎn)業(yè)的集中度只有15%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界主要產(chǎn)煤國(guó)家的水平。國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家,煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心競(jìng)爭(zhēng)力,做強(qiáng)做大,提高了全球煤炭產(chǎn)業(yè)的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的18.81%,有5家公司的煤炭產(chǎn)量超過(guò)1億噸,其中排名第一的皮博迪公司達(dá)到1.83億噸,力拓公司達(dá)到1.43億噸,美國(guó)前4家企業(yè)的煤炭產(chǎn)量占本國(guó)煤炭總量的46.9%。

2、我國(guó)煤炭裝備落后,機(jī)械化、自動(dòng)化程度低、缺少大型成套設(shè)備. 我國(guó)煤礦生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、國(guó)有煤礦連續(xù)緊張生產(chǎn)的礦井占總數(shù)的近50%,礦井主要生產(chǎn)設(shè)備嚴(yán)重老化,超期服役的占30-40%,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦設(shè)備簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)條件差,有的根本沒(méi)有機(jī)械設(shè)備,僅為人工開(kāi)采,不符合有關(guān)煤炭法規(guī)要求,當(dāng)前我國(guó)資源破壞和浪費(fèi)嚴(yán)重。部分煤炭企業(yè)存在著“采厚棄薄”、“吃肥丟瘦”等浪費(fèi)資源現(xiàn)象,全國(guó)煤礦平均資源回收率為30-35%左右,資源富集地區(qū)的小型礦井資源會(huì)回收率只有10-15%。據(jù)煤炭行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,2002年我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度為77.78%,綜合采煤機(jī)械化為62.98%,掘進(jìn)機(jī)械化程度為81.15%,綜合掘井機(jī)械化程度為15.03%,地方國(guó)有煤礦機(jī)械化程度更低。當(dāng)前全國(guó)采煤機(jī)械化程度僅為42%,除國(guó)有大中型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到75%之外,大多數(shù)煤礦 生產(chǎn)技術(shù)水平低,裝備差、效率低。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦,基本上是非機(jī)械化開(kāi)采。2004年鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)量占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的39%。對(duì)不適宜用放頂采煤的5.5米以上煤層,要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法,但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相適應(yīng)的高產(chǎn)高效的綜采成套設(shè)備。而國(guó)外美國(guó)久益(JOY)公司、德國(guó)德伯特(DBT)公司和德國(guó)艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤層一次采全高的高產(chǎn)、高效綜采成套設(shè)備。神華集團(tuán)引進(jìn)的成套設(shè)備年產(chǎn)突破1085萬(wàn)噸,工作面長(zhǎng)度突破300米,最長(zhǎng)的工作面已超過(guò)400米,工作面總裝機(jī)功率已超過(guò)5000kw。而國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家,煤炭生產(chǎn)呈現(xiàn)出大功率重型化、自動(dòng)化、集約化、按照環(huán)保的特點(diǎn)。國(guó)外先進(jìn)的采煤設(shè)備向大功率、重型化發(fā)展,設(shè)備儲(chǔ)備系數(shù)大、運(yùn)行可靠性高。DBT(德國(guó)德伯特)、JOY(美國(guó)久誼)和Eickhoof(德國(guó)艾克夫)等采礦設(shè)備公司都制造出具有自動(dòng)化功能的產(chǎn)品。美國(guó)聯(lián)邦2號(hào)礦在工作面實(shí)現(xiàn)了跟機(jī)自動(dòng)移架。澳大利亞Batana煤礦實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)割煤和跟機(jī)自動(dòng)移架。特別是信息技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,先進(jìn)煤礦廣泛采集工作面設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境安全檢測(cè)信息,在工作面集中顯現(xiàn)并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸和故障診斷。運(yùn)輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)均無(wú)人值守。實(shí)行集中遠(yuǎn)程操作、視頻監(jiān)視,輔助有專(zhuān)人巡視。井巷布置集約化,生產(chǎn)系統(tǒng)和環(huán)節(jié)少、實(shí) 現(xiàn)了生產(chǎn)高度集中。通常是一礦、一井、一面生產(chǎn)。有些先進(jìn)的長(zhǎng)壁工作面每班 只需6人,其中采煤機(jī)司機(jī)2人,維修工1人,機(jī)頭集中操作工1人,另外2人替換休 息。高度重視工作環(huán)境的改善和人體安全防護(hù)。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息,監(jiān)測(cè) 探頭遍布整個(gè)礦井。液壓支架具有跟機(jī)自動(dòng)噴霧和移架自動(dòng)噴霧功能;采煤機(jī)上 方安裝導(dǎo)風(fēng)板,減少煤塵進(jìn)入人行空間。采煤機(jī)運(yùn)行的下風(fēng)側(cè)幾乎無(wú)人作業(yè)。

3、煤礦安全生產(chǎn)事故多 我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)方面,重大瓦斯事故多發(fā),煤礦 事故的總死亡人數(shù)達(dá)到了高峰,2004年我國(guó)生產(chǎn)約20億噸煤,事故死亡約六千人 ,這幾年煤炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng),煤礦百萬(wàn)噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59 人下降到2004年3.08人,美國(guó)生產(chǎn)約10億噸煤死27-31人,百萬(wàn)噸死亡率約為 0.039;波蘭百萬(wàn)噸死亡率為0.09;南非百萬(wàn)噸死亡率為0.13;俄羅斯百萬(wàn)噸死亡 率為0.34。我國(guó)百萬(wàn)噸死亡率是美國(guó)的約100倍,俄羅斯的約10倍,印度的約12倍 ,大大超過(guò)煤炭先進(jìn)生產(chǎn)國(guó)家。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家講,礦井安全檢測(cè)儀表,安全設(shè)備均 在設(shè)計(jì)中作了考慮,多數(shù)事故都是礦井管理問(wèn)題,真正因設(shè)備問(wèn)題而發(fā)生事故較 少。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家依靠大型、強(qiáng)力綜采技術(shù)裝備已經(jīng)完成從普通綜采機(jī)械化向礦 井高效集約化和自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)渡。高產(chǎn)高效煤礦的建設(shè)不僅提高煤炭生產(chǎn)效率 ,實(shí)現(xiàn)煤礦集約化生產(chǎn),并為煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控創(chuàng)造條件,從而 有效的預(yù)防和控制煤礦安全生產(chǎn)事故。先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家安全生產(chǎn)上十分重視,不僅有健全的安全生產(chǎn)法規(guī)體系,還有嚴(yán)細(xì)的生產(chǎn)安全措施,嚴(yán)格的煤礦生產(chǎn)準(zhǔn) 入制度,而且實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)安全信息,監(jiān)測(cè)探頭遍布整個(gè)礦井,保證了安全生產(chǎn)。

四、煤炭工業(yè)發(fā)展對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

1、我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)煤炭行業(yè)發(fā)展規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容,“十一五”期間,我國(guó)將新建煤礦3億 噸左右,其中投產(chǎn)2億噸。國(guó)家將在“十一五”期間,對(duì)煤炭行業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行 調(diào)整,大力整合、改造、關(guān)閉小煤礦,同時(shí)適度加快大型煤炭基地的建設(shè),開(kāi)工 一批現(xiàn)代化大型煤礦、置換落后的生產(chǎn)能力。“十一五”期間煤炭行業(yè)現(xiàn)代 企業(yè)制度要進(jìn)一步得到完善,大型煤炭企業(yè)集團(tuán)基本形成,到2010年要形成5-6個(gè) 億噸級(jí)生產(chǎn)能力的特大型企業(yè)集團(tuán),5-6個(gè)5000萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)能力的大型企業(yè),產(chǎn)量 將占全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的60%左右。通過(guò)新建和老礦井技術(shù)改造,全國(guó)將建成300處 高產(chǎn)高效礦井,高產(chǎn)高效的礦井產(chǎn)量將占全國(guó)總產(chǎn)量的50%左右?！笆晃濉?期間,國(guó)家將建設(shè)神東、晉北、晉東、蒙東(東北)、云貴、河南、魯西、晉中 、兩淮、黃隴(華亭)、翼中、寧東、陜北等13個(gè)大型煤炭基地,這些基地的儲(chǔ) 量,占全國(guó)儲(chǔ)量的70%以上,作為煤炭供應(yīng)規(guī)劃和建設(shè)的核心。初步預(yù)測(cè)全國(guó) 煤炭需求量:2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸,均占能源需求量的60%以 上。據(jù)相關(guān)部分統(tǒng)計(jì),2004年國(guó)有重點(diǎn)煤礦原煤產(chǎn)量9.22億噸,超過(guò)其核定生產(chǎn) 能力50%以上,煤炭生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足。經(jīng)測(cè)算,到2020年,新建和在建的國(guó)有煤 礦的生產(chǎn)能力約為7.1億噸。如果屆時(shí)中國(guó)小煤礦的產(chǎn)量仍保持目前的6億噸,按 需求預(yù)測(cè)的高端方案,未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能17億噸,年均8500萬(wàn)噸;按 需求預(yù)測(cè)的低端方案,未來(lái)20年中國(guó)需新增煤礦產(chǎn)能13億噸,年均6500萬(wàn)噸。

2、對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的需求

“十一五”期間,煤炭工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平將明 顯提高。國(guó)家將建成140個(gè)高效安全現(xiàn)代化礦井,國(guó)家將加大對(duì)煤礦建設(shè)項(xiàng)目的支 持力度,已先后有17個(gè)煤炭建設(shè)項(xiàng)目,由國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行出具貸款承諾,還將100多 個(gè)高檔普采工作面升為綜采工作面,100多個(gè)普采工作面升為高檔普采工作面。這 樣,中國(guó)大型煤礦采掘機(jī)械化程度將達(dá)到95%。中型煤礦的機(jī)械化程度將達(dá)到80% 以上;大型煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到20%,國(guó)際先進(jìn)水平裝備率達(dá)到6%,中型 煤礦國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平裝備率達(dá)到10%,小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度達(dá)30%以上。 據(jù)此分析,煤炭需求的急劇增長(zhǎng),上述煤礦采掘機(jī)械化指標(biāo)還會(huì)有所突破,這為 煤礦裝備的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)前景。

(1)井下綜采重點(diǎn)設(shè)備

我國(guó)煤炭開(kāi)采90%以上的井工開(kāi)采的,井工開(kāi)采占煤炭開(kāi)采的主導(dǎo)地位。為迅速提高我國(guó) 綜合裝備水平,要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),采取跨越式發(fā)展模式。在“十一五”期 間應(yīng)以日產(chǎn)2.5-3萬(wàn)噸(年產(chǎn)1000萬(wàn)噸左右)的綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化為突破口,全 國(guó)實(shí)現(xiàn)綜采成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,推動(dòng)我國(guó)礦山機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。

預(yù)計(jì)從2004年 到2020年,每年新增綜采工作面成套設(shè)備為30套、普采工作面成套設(shè)備50套,每 年設(shè)備更新量約為現(xiàn)有的基數(shù)的六分之一。粗略估算,2010年采煤成套設(shè)備年需 求量將達(dá)到500臺(tái)套左右。高產(chǎn)高效綜采技術(shù)的核心是井下工作面綜合機(jī)械化 采煤輸送設(shè)備,主要有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架和帶式輸送機(jī)。急需開(kāi)發(fā)研究的電牽引采煤機(jī):裝機(jī)總功率為2000kw左右,供電電壓為3.3 KV、采高 范圍為5-6m,生產(chǎn)能力達(dá)3000t/h左右。

重型刮板輸送機(jī):輸送能力3000- 5000t/h,鋪設(shè)長(zhǎng)度250-400m,鏈速1.4m/s,裝機(jī)功率3×700或2×1000kw,供電 電壓為3.3KV。

液壓支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸徑ф480mm, 支護(hù)高度6m,架間距1.75-2m,支架降移升時(shí)間8-12s,采用電液控制系統(tǒng)。

大型帶式輸送機(jī):裝機(jī)功率1500-4000KN,電壓3.3KV,帶寬≥1.4m,帶速≥5m/s ,運(yùn)量≥5000t/h,距離50000m以上,托輥壽命5萬(wàn)小時(shí)以上,減速器壽命7萬(wàn)小時(shí) 以上。

(2)井下綜掘設(shè)備

我國(guó)目前綜掘機(jī)械化程度比較低,僅為12.81% ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上綜采機(jī)械化的發(fā)展,其中掘進(jìn)機(jī)雖有較大的發(fā)展,但整體技術(shù)水平 仍比國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。

需研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)的掘進(jìn)機(jī):其截割功率300kw 以上,截割斷面最大可達(dá)42m2,經(jīng)濟(jì)截割硬度達(dá)f12,可靠性要求,齒輪壽命在 20000h以上,軸承壽命在30000h以上,力爭(zhēng)整機(jī)掘進(jìn)10000米無(wú)故障。

篇7

Application of Variable Frequency Control in the Mine Incline Hoist

Zhang Ansheng

Abstract: The paper describes the superior performance of variable-frequency control , quite fit for the mine hoist driving system in respect of speed control characteristics and special stroke control property. For the 4-quadrant operation required by hoist position load , DTC frequency converter is selected, as can not only perform 4-quadrant operation , but also offer high power factor without characteristic harmonic in spite of higher cost for the frequency converter .It can save the cost for dynamic reactive compensator and filter, and less space is required for the whole system.

Keywords: 4-quadrant operation DTC control technology rectification and reverse conversion reative power harmonic

1 引言

礦井提升機(jī)是有色金屬礦山生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備。提升機(jī)的安全、可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。提升機(jī)屬于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械。它的運(yùn)行方式是反復(fù)的啟動(dòng)加速—等速—加速—?jiǎng)蛩佟獪p速—爬行—停車(chē)，是典型的位勢(shì)負(fù)載。在選擇提升機(jī)的拖動(dòng)裝置時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足提升機(jī)對(duì)電控系統(tǒng)的一些要求。

1）滿(mǎn)足4象限運(yùn)行。

2）調(diào)速平滑，調(diào)速精度高。

3）要設(shè)置準(zhǔn)確可靠的速度給定裝置。

4）設(shè)置行程顯示和行程控制器。

5）完善的故障監(jiān)視裝置。

6）可靠的閘控裝置。

根據(jù)提升機(jī)對(duì)電控系統(tǒng)的要求，提升機(jī)的電氣傳動(dòng)方案現(xiàn)在大約有：繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻調(diào)速、可控硅直流調(diào)速、變頻調(diào)速。

繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻調(diào)速：普遍采用交流繞線式電動(dòng)機(jī)串金屬電阻調(diào)速系統(tǒng)，金屬電阻的投切用繼電器—交流接觸器控制。這種控制系統(tǒng)由于調(diào)速過(guò)程中交流接觸器動(dòng)作頻繁，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，交流接觸器主觸頭易氧化，引發(fā)設(shè)備故障。另外，提升機(jī)在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經(jīng)常會(huì)造成停車(chē)位置不準(zhǔn)確。提升機(jī)頻繁的起動(dòng)﹑調(diào)速和制動(dòng)，在轉(zhuǎn)子電路上所串的金屬電阻將消耗相當(dāng)大的能量。這種交流繞線式電動(dòng)機(jī)串金屬電阻調(diào)速系統(tǒng)屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時(shí)機(jī)械特性較軟，靜差率較大；金屬電阻上消耗的轉(zhuǎn)差功率大，節(jié)能較差；起動(dòng)過(guò)程和調(diào)速換擋過(guò)程中電流沖擊大；中高速運(yùn)行震動(dòng)大，安全性較差。

可控硅直流調(diào)速：直流電機(jī)的調(diào)速性能良好，調(diào)速方法簡(jiǎn)便、調(diào)速范圍寬廣平滑?？煽毓柚绷髡{(diào)速在低速時(shí)功率因數(shù)很低，產(chǎn)生諧波對(duì)供電電網(wǎng)有影響。由于可控硅整流電路交流側(cè)電流波形為方塊形波形，它由與電源頻率相同的基波及5，7，11，13等次的高次偕波電流組成；還由于換相時(shí)兩相電壓的瞬時(shí)短路造成交流電壓波形的缺口，它使電壓具有高頻的分量；因此整流電路可以被看成是一個(gè)高次諧波電源。高次諧波電流在供電電網(wǎng)上會(huì)造成諧波壓降，引起電網(wǎng)電壓波形的畸變，它將影響供電電網(wǎng)向其它設(shè)備的供電。

變頻調(diào)速：隨著變頻的控制技術(shù)的日益成熟和變頻功率元件的加大，變頻調(diào)速已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。變頻調(diào)速節(jié)能特點(diǎn)顯著，調(diào)試方便。

現(xiàn)將變頻調(diào)速在礦井提升上的應(yīng)用及其功能、特性、控制方式介紹如下。

2 應(yīng)用事例 2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

提升機(jī)電控系統(tǒng)分為以下幾部分：電源柜、變頻器、PLC控制臺(tái)、操作控制臺(tái)和各種傳感器等幾部分組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

2.1.1 電源柜

電源柜主要通過(guò)斷路器向變頻器、提升電動(dòng)機(jī)供電，同時(shí)為PLC控制臺(tái)、操作控制臺(tái)提供工作電源。 本提升機(jī)系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行控制，PLC監(jiān)視運(yùn)行狀況，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，捕捉到第一故障信號(hào),并在操作臺(tái)的觸摸屏上有醒目的故障顯示，提醒維修人員對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性維護(hù)，將維護(hù)時(shí)間大大縮短，為盡快恢復(fù)生產(chǎn)提供了有力保障。

2.1.3 變頻器設(shè)備的選型

該斜井提升機(jī)是單卷筒提升機(jī)。它采用貨物串車(chē)重車(chē)上行輕（重）車(chē)下行、載人上下行的方式。在下行時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。上行時(shí)處于電動(dòng)狀態(tài)。這種拖動(dòng)系統(tǒng)要求電動(dòng)機(jī)頻繁的正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)，減速制動(dòng)，而且電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按一定規(guī)律變化。

對(duì)于處于發(fā)電狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)用變頻器驅(qū)動(dòng)可采用2種方式。

1）選用標(biāo)準(zhǔn)的變頻器+制動(dòng)單元+剎車(chē)電阻,將再生能量通過(guò)電阻發(fā)熱消耗掉。這種調(diào)速方式雖然一次投資較小，但是不能達(dá)到良好的節(jié)能效果。而且制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻功率的選擇要根據(jù)制動(dòng)容量來(lái)選擇。制動(dòng)電阻還要占用本來(lái)就很狹小的坑內(nèi)硐室面積。制動(dòng)電阻的散熱問(wèn)題較難解決。所以在方案論證時(shí)就被否定掉了。

2）采用整流/回饋單元,將再生能量通過(guò)一整流橋回饋到電網(wǎng)。

這種方式的整流單元有兩種電路：一種是以可控硅整流電流做整流/回饋單元。因?yàn)槭遣捎玫目煽毓桦娐肪陀兄C波產(chǎn)生（上面已經(jīng)論述的）。

另一種調(diào)速方案是采用可調(diào)整的整流輸入單元（回饋單元，IGBT元件）后經(jīng)傳動(dòng)單元（正常逆變單元，IG

BT元件）送電給提升電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)將能量通過(guò)整流單元回饋到電網(wǎng)。本方案就采用的是這種調(diào)速方案。

目前許多國(guó)外品牌的變頻器都能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能。其中水平較高的產(chǎn)品是ABB公司的ACS800多傳動(dòng)系列和西門(mén)子公司6SE70帶AFE整流/回饋單元的產(chǎn)品。

ABB公司ACS800-17系列先進(jìn)的變頻器，是第一代采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）的變頻器。它能控制提升交流電動(dòng)機(jī)達(dá)到完美的極限。經(jīng)過(guò)論證選擇了ABB公司的ACS800-17-0390-3全數(shù)字交流變頻調(diào)速裝置。它的一些功能在下面敘述。

2.1.4 三體式控制臺(tái)

控制臺(tái)上設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)、檢修轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，前方操作臺(tái)上設(shè)有液晶觸摸屏及各種儀表、信號(hào)燈，左側(cè)操作臺(tái)設(shè)有液壓站工作閘控制手柄、右側(cè)操作臺(tái)設(shè)有正反向速度給定手柄。

1）在控制臺(tái)上的液晶觸摸屏上采用翻頁(yè)的方式做有多幅組態(tài)界面：監(jiān)控主界面、閘控液壓站界面、后備保護(hù)界面、故障查詢(xún)界面、電源監(jiān)控界面、變頻器運(yùn)行界面、提升信號(hào)狀態(tài)界面。

2）每個(gè)界面上均有返回主界面的按鈕，主界面上主要監(jiān)視礦車(chē)的實(shí)際運(yùn)行位置、提升時(shí)每個(gè)時(shí)刻的速度、液壓站的運(yùn)行狀況、較嚴(yán)重的故障報(bào)警。主界面上還有相應(yīng)的提升信號(hào)顯示。

3）閘控液壓站界面主要顯示液壓站的油壓、油溫、液位、液壓站的電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)、液壓工作閘指示、油壓力等。

4）后備保護(hù)界面主要顯示：深度指示器監(jiān)視、松繩保護(hù)、冷卻風(fēng)機(jī)、電機(jī)溫度保護(hù)、減速器溫度保護(hù)、減速點(diǎn)保護(hù)、減速點(diǎn)失效保護(hù)、上2 m開(kāi)關(guān)故障、下2 m開(kāi)關(guān)故障、上同步開(kāi)關(guān)故障、下同步開(kāi)關(guān)故障、上過(guò)卷、下過(guò)卷、上減速開(kāi)關(guān)故障、下減速開(kāi)關(guān)故障、錯(cuò)向保護(hù)、減速過(guò)速、等速過(guò)速、一級(jí)制動(dòng)、二級(jí)制動(dòng)、電流過(guò)載等。

5）故障查詢(xún)界面主要用于對(duì)各種故障情況進(jìn)行查詢(xún)、追憶，便于對(duì)設(shè)備的維護(hù)和管理。

6）電源監(jiān)控界面主要顯示系統(tǒng)的電源原理圖及主回路電流和電壓。

7）變頻器運(yùn)行界面可以顯示變頻器運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)：散熱器的溫度、電流、頻率、轉(zhuǎn)矩及各種故障。

2.2 電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程

提升機(jī)無(wú)論正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)其工作過(guò)程是相同的，都有起動(dòng)加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速制動(dòng)停車(chē)等3個(gè)階段。每提升一次運(yùn)行的時(shí)間，與系統(tǒng)的運(yùn)行速度，加速度及斜井的深度有關(guān)，各段加速度的大小，根據(jù)工藝情況確定。不論它工作在何種速段，電動(dòng)機(jī)只是處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)和發(fā)電機(jī)狀態(tài)。圖2中將6號(hào)人車(chē)上提和人車(chē)下放的各個(gè)速段的工作情況說(shuō)明如下：由于人車(chē)是在斜井中運(yùn)行，可以省去中速運(yùn)行和低速爬行的2個(gè)階段，因此本系統(tǒng)由7階段速度圖改為3階段速度圖。載人的力圖如圖3所示。

圖2 速度圖

2.2.1 人車(chē)提升工作狀態(tài)

1）第1階段t0～t1：人車(chē)初始位置于靠近井下提升中段以上的斜井卷?yè)P(yáng)道上，待人員上滿(mǎn)后，

圖3 載人的力圖

發(fā)一個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)給井口PLC，PLC回復(fù)一個(gè)信號(hào)到井底，然后開(kāi)機(jī)加速提升。重車(chē)從井下開(kāi)始上行，變頻器拖動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)上行。這時(shí)的電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，變頻器輸出功率給電動(dòng)機(jī)。在啟動(dòng)的瞬間的力矩較大，隨著人車(chē)的上升變頻器的出力有所減少。 3）第3階段t2～t3：當(dāng)重車(chē)快到井口時(shí)PLC發(fā)出減速信號(hào)，人車(chē)開(kāi)始減速，變頻器減少輸出功率，重車(chē)的速度逐漸下降，直到速度為零。達(dá)到停車(chē)位置后，在工作制動(dòng)閘起作用之前，由于車(chē)廂還載有重物，雖然電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為零，但是變頻器依然可以提供滿(mǎn)力矩拉住重車(chē)。一旦PLC發(fā)出機(jī)械抱閘信號(hào)，在下工作閘的同時(shí)，變頻器也停止工作。整個(gè)提升過(guò)程結(jié)束。

經(jīng)過(guò)t3～t4：20 s的休止時(shí)間間隙開(kāi)始人車(chē)下放工作狀態(tài)

2.2.2 人車(chē)下放工作狀態(tài)

1）第1階段t4～t5：重車(chē)從井口下放。PLC給變頻器輸出給定信號(hào)，松工作閘，人車(chē)下滑。由于此時(shí)的工作狀態(tài)是下行，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，變頻器處于能量回饋到電網(wǎng)狀態(tài)。在啟動(dòng)瞬間以后隨著人車(chē)的下放，重力增加，變頻器的能量回饋有所增加。

2）第2階段t5～t6：重車(chē)以最大速度穩(wěn)定運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)始終處于發(fā)電狀態(tài)，這段過(guò)程時(shí)間最長(zhǎng)。隨著人車(chē)不斷下放，系統(tǒng)重力不斷增加，變頻器能量回饋隨之增加。

3）第3階段t6～t7：當(dāng)重車(chē)快到停車(chē)位置時(shí)PLC發(fā)出減速信號(hào)，人車(chē)減速，變頻器能量回饋再次增加，重車(chē)的速度逐漸下降。直到速度為零。 達(dá)到停車(chē)位置后，在工作制動(dòng)閘起作用之前，由于車(chē)廂還載有重物，雖然電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為零，但是變頻器依然可以提供滿(mǎn)力矩拉住重車(chē)。一旦PLC發(fā)出機(jī)械抱閘信號(hào)，在下工作閘的同時(shí)，變頻器也停止工作。整個(gè)提升過(guò)程結(jié)束。

3 先進(jìn)的控制方式

本系統(tǒng)采用ABB的ACS800-17變頻器是ABB公司先進(jìn)的變頻器，它是第一代采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）的交流變頻器，作為提升專(zhuān)用變頻器它還具有特殊的提升功能：特殊的應(yīng)用程序，包括標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)系統(tǒng)的功能；轉(zhuǎn)矩記憶，功率優(yōu)化，限幅開(kāi)關(guān)監(jiān)控，機(jī)械制動(dòng)器控制，轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證等。

它的功率部分（見(jiàn)圖4）有LCL濾波器，供電模塊（回饋模塊），逆變器（傳動(dòng)單元）組成。

圖4 功率部分框圖 圖5 IGBT供電單元原理圖

電機(jī)的控制采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC）的方法。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，需要測(cè)量二相電流和中間直流回路的電壓。第三相的控制測(cè)量用于接地（對(duì)地）故障保護(hù)。

從提升和下放兩個(gè)工作狀態(tài)上看，該系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程主要分為兩個(gè)過(guò)程：

1）提升電動(dòng)機(jī)在提升過(guò)程中始終是電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)人車(chē)上行，電動(dòng)機(jī)始終處于電動(dòng)狀態(tài)，即變頻器始終向電動(dòng)機(jī)提供能量的過(guò)程。該過(guò)程主要由整流、濾波和正常逆變?nèi)蟛糠纸M成。如圖6所示。其中正常逆變過(guò)程是其核心部分，它改變電機(jī)定子的供電頻率，從而改變輸出電壓，起到調(diào)速作用。

圖6 傳動(dòng)單元原理圖

2）提升電動(dòng)機(jī)在下放過(guò)程中始終是人車(chē)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)下行，電動(dòng)機(jī)始終處于發(fā)電狀態(tài)，即變頻器始終向電網(wǎng)回饋能量的過(guò)程。該過(guò)程主要由整流、回饋逆變 和輸出濾波三部分組成。其中該部分的整流是由正常逆變部分中IGBT的續(xù)流二極管完成。二極管為隔離二極管，其主要作用是隔離正常逆變部分和回饋逆變部分。電容的主要作用是為回饋逆變部分提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，保證逆變部分運(yùn)行更可靠?；仞伳孀儾糠质钦麄€(gè)回饋過(guò)程的核心部分，該部分實(shí)現(xiàn)回饋逆變輸出電壓相位與電網(wǎng)電壓相位的一致。

ABB的ACS800多傳動(dòng)采用了先進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制方式（DTC）。

3.1 直接轉(zhuǎn)矩控制

直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是ABB公司開(kāi)發(fā)研制的。逆變器的通斷直接控制電動(dòng)機(jī)關(guān)鍵的變量：磁通和轉(zhuǎn)矩。

傳動(dòng)單元初次啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)進(jìn)入勵(lì)磁識(shí)別模式，傳動(dòng)單元帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后傳動(dòng)單元建立并優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

測(cè)量電動(dòng)機(jī)電流和電壓作為自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型的輸入，這個(gè)模型每隔25 μs產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通的實(shí)際值。直接轉(zhuǎn)矩控制的性能就是基于準(zhǔn)確的電動(dòng)機(jī)模型。

3.2 零轉(zhuǎn)速滿(mǎn)轉(zhuǎn)矩

在電動(dòng)機(jī)獲得解除封鎖信號(hào)后，電動(dòng)機(jī)的速度設(shè)定值還未給定時(shí)，由于人車(chē)的重力作用有一個(gè)向下的力。這時(shí)變頻器雖然沒(méi)有輸出電壓但已經(jīng)有電流輸出，它使電動(dòng)機(jī)有一個(gè)和重力相反的力矩使人車(chē)不下滑。而且可以使電動(dòng)機(jī)輸出滿(mǎn)轉(zhuǎn)矩。

ABB變頻器帶動(dòng)的電動(dòng)機(jī)能夠獲得在零速時(shí)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。

3.3 直流勵(lì)磁

當(dāng)選擇了直流勵(lì)磁功能后，變頻器在啟動(dòng)前可自動(dòng)給電動(dòng)機(jī)定子繞組加一個(gè)直流電流勵(lì)磁，這個(gè)特性保證有足夠高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至200％的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)建立磁場(chǎng)的時(shí)間可以根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整，也可以通過(guò)變頻器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型來(lái)決定。在機(jī)械抱閘釋放的時(shí)候已經(jīng)建立起轉(zhuǎn)矩，以保持電動(dòng)機(jī)不會(huì)被重車(chē)拖動(dòng)而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.4 加速/減速斜波 因?yàn)榈V井提升是需要平穩(wěn)的、圓滑的、特別是人車(chē)還要乘坐的人盡量在無(wú)知覺(jué)的行進(jìn)中改變速度。對(duì)于礦井提升選用S曲線比較好。

3.5 磁通制動(dòng)

在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程中變頻器根據(jù)在啟動(dòng)開(kāi)始獲得的電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型提高電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)以達(dá)到快速制動(dòng)的目的。

變頻器能通過(guò)提高電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)來(lái)提供足夠快的減速。當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)磁通后，電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量能夠被轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱能量。變頻器持續(xù)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，在磁通制動(dòng)時(shí)也不停止監(jiān)視。因此，磁通制動(dòng)也能用于停止電動(dòng)機(jī)和從一個(gè)轉(zhuǎn)速變換到另一個(gè)轉(zhuǎn)速。從一個(gè)轉(zhuǎn)速變換到另一個(gè)轉(zhuǎn)速用直流注入制動(dòng)是不可能實(shí)現(xiàn)的。磁通制動(dòng)與直流注入制動(dòng)相比還有其它一些優(yōu)點(diǎn)。

1）在停止命令給出后，制動(dòng)迅速啟動(dòng)。在直流注入制動(dòng)中，在停止命令給出后通常有一段時(shí)間的延時(shí)，制動(dòng)才能啟動(dòng)。

2）電動(dòng)機(jī)冷卻的速率更高。在磁通制動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)定子的電流增加。在直流注入制動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流增加。定子的散熱比轉(zhuǎn)子散熱的速度更快。

3.6 磁通優(yōu)化

ABB變頻器的磁通優(yōu)化減少了總能耗，并且減小了當(dāng)傳動(dòng)運(yùn)行在低于額定負(fù)載時(shí)的電動(dòng)機(jī)噪音?？傂剩妱?dòng)機(jī)和傳動(dòng)）能提高1% ~ 10%，大小取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩和速度。

4 系統(tǒng)中變頻器部分先進(jìn)功能簡(jiǎn)述

1）速度監(jiān)視。本功能用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)速度：確定電動(dòng)機(jī)零速旋轉(zhuǎn)、在電動(dòng)機(jī)超速時(shí)給出跳閘信號(hào)。

2）轉(zhuǎn)矩監(jiān)視。監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)在加速和減速時(shí)是否能夠跟隨速度給定，在正常運(yùn)行和加/減速期間是否產(chǎn)生過(guò)度的速度偏差

3）快速停車(chē)。可設(shè)定不同的停車(chē)類(lèi)型：

①僅帶有轉(zhuǎn)矩限制；

②帶有轉(zhuǎn)矩限制和機(jī)械制動(dòng)；

③僅帶有機(jī)械制動(dòng)。

4）其他還有：轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證、功率優(yōu)化、位置測(cè)量等等很多專(zhuān)門(mén)用于提升應(yīng)用的功能,變頻器本身具有松繩及過(guò)載保護(hù)功能。

5 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）軟啟動(dòng)軟停車(chē)。減小了機(jī)械沖擊, 啟動(dòng)及加速換檔時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊電流很小,使提升系統(tǒng)和電網(wǎng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠. 變頻器本身提供的功能使機(jī)械制動(dòng)與電制動(dòng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，保證系統(tǒng)的絕對(duì)安全。

2）外圍控制采用PLC。其與各部傳感器,構(gòu)成閉環(huán)控制(也可采用開(kāi)環(huán)控制)，友好的人機(jī)界面時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)成,減小了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

3）實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速。調(diào)速范圍寬,運(yùn)行曲線呈S型,使加/減速平滑,無(wú)沖擊感。

4）安全保護(hù)功能齊全。外殼IP54防護(hù)等級(jí),變頻器除一般過(guò)流、直流過(guò)壓、直流欠壓、變頻器過(guò)溫、短路、輸入缺相、環(huán)境溫度、過(guò)頻、I/O控制板內(nèi)部故障外, 還具可編程故障保護(hù)功能、 AI 5）系統(tǒng)4象限運(yùn)行。能量直接回饋電網(wǎng),且不受回饋能量大小的限制,則保證了提升機(jī)運(yùn)行時(shí)可頻繁的停車(chē),啟動(dòng)及換向，節(jié)約大量電能。

6）控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好。采用全數(shù)字、IGBT逆變器變頻單元向負(fù)載提供變頻電源，使所有控制功能均由參數(shù)設(shè)定完成。直接轉(zhuǎn)矩控制，可實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)速控制、轉(zhuǎn)矩控制。旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器的使用，可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的精確定位。

1 ABB-ACS800硬件手冊(cè)

2 ABB-ACS800多傳動(dòng)模塊手冊(cè)

3 ABB-ACS800-104逆變器模塊硬件手冊(cè)

4 ABB-ACS800標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序

5 采礦手冊(cè)(5). 冶金工業(yè)出版社