煤矿使用新设备新工艺方案

煤矿使用新设备新工艺方案针对煤矿生产效率提升、安全保障强化及智能化转型需求，本次新设备与新工艺应用方案聚焦综采、掘进、瓦斯治理三大核心环节，通过设备升级与工艺优化协同推进，实现生产流程的智能化、集约化与本质安全化。一、智能化综采设备配置与工艺优化1.设备选型与技术参数：选用MG900/2210WD型交流电牵引采煤机，配置记忆截割系统与惯性导航装置，截割功率900kW，最大牵引速度12m/min，记忆截割精度±50mm；配套ZY12000/28/62D型两柱掩护式电液控制液压支架，采用电液控制系统（EHC），单架动作响应时间≤3s，初撑力保持精度±2MPa；SGZ1000/2×1000型智能刮板输送机，配备变频驱动装置与智能张紧系统，输送能力4500t/h，张紧力控制精度±5%。2.工艺优化要点：割煤工艺：采用“双向割煤+记忆截割”模式，通过采煤机预设的煤层地质模型（基于三维地震勘探数据构建），自动调整截割高度与牵引速度，割煤后由液压支架自动跟机拉架，推溜误差控制在±100mm内。工序协同：建立“采煤机支架刮板机”联动控制逻辑，采煤机割煤至20m范围时，支架提前完成降架、移架准备；刮板机根据煤流量自动调节转速（3050Hz），避免空载或过载运行。异常处理机制：设备集成振动、温度、电流传感器（采样频率100Hz），当采煤机截割电流超过800A或液压支架立柱压力低于28MPa时，系统自动触发预警并降低牵引速度，同时向集控中心推送故障点三维定位信息（精度±0.3m）。二、智能快速掘进工艺与设备配套1.核心设备组合：采用EBZ260H型智能掘锚一体机，截割功率260kW，配备激光导向系统（导向精度±50mm）与自动锚护装置（锚杆安装效率6根/分钟）；配套DSJ120/200/2×400型可伸缩带式输送机，带宽1.2m，输送能力2000t/h，与掘锚机同步推进；增设ZQY2×400/25/45型超前液压支架，实现掘进面5m范围内的临时支护，初撑力≥4000kN，移架速度≤8s/架。2.工艺流程设计：破岩支护运输联动：掘锚机按预设巷道轮廓（宽5.5m、高4.2m）截割，截割深度1.2m/循环，截割后立即启动顶部锚杆（φ22mm×2400mm）与帮部锚索（φ17.8mm×6300mm）自动安装，锚杆扭矩控制在300N·m±10%；同时，带式输送机随掘锚机前移（步进距离0.6m），实现矸石连续运输。地质探测协同：在掘锚机截割头后方3m处安装地质雷达（探测深度20m，分辨率0.5m），实时监测前方围岩完整性，若探测到断层（落差≥1m）或破碎带，系统自动降低截割速度至3m/h，并调整支护参数（锚杆间排距由1000mm×1000mm缩小至800mm×800mm）。除尘系统升级：配套KCS1000D型智能湿式除尘风机，采用红外感应控制（感应距离≤5m），当掘锚机启动时自动开启，除尘效率≥95%，呼吸性粉尘浓度≤8mg/m³。三、瓦斯治理新工艺与装备应用1.定向长钻孔瓦斯抽采技术：采用ZDY12000LD型大功率定向钻机，配备随钻测量系统（顶角测量精度±0.1°，方位角精度±0.5°），施工主孔深度2000m、分支孔深度800m的定向钻孔（孔径153mm），钻孔轨迹沿煤层顶板0.5m层位控制。抽采管路采用φ325mm螺旋焊管，配套智能流量监测装置（测量范围0500m³/min，精度±1%），抽采泵选用2BEC72型水环真空泵（最大抽气量600m³/min，真空度≤0.098MPa）。2.工艺实施关键：钻孔设计优化：根据煤层瓦斯含量（812m³/t）与透气性系数（0.10.3m²/(MPa²·d）），确定钻孔间距20m，抽采时间≥180天。采用“主孔+分支孔”组合模式，主孔覆盖工作面走向长度，分支孔垂直主孔延伸（夹角75°），扩大抽采覆盖区域（单孔控制面积由传统9万㎡提升至25万㎡）。抽采动态调控：通过安装在抽采管路上的激光气体分析仪（检测CH4、CO浓度，响应时间≤15s），实时调整抽采负压（816kPa），当CH4浓度低于25%时，自动切换至低负压模式（≤8kPa），避免空气混入；若CO浓度超过50ppm，系统立即闭锁抽采泵并联动通风系统（增加工作面风量至2500m³/min）。四、系统集成与智能管控构建“工业环网+5G+UWB”融合通信网络，工业环网带宽10Gbps，实现设备数据（2000+测点）毫秒级传输；5G网络覆盖井下主要巷道（信号强度≥90dBm），支持移动设备（如巡检机器人）的高清视频回传（30帧/秒）；UWB定位系统（基站间距50m）实现人员与设备三维定位（精度±0.3m）。数据中心部署智能决策平台，集成地质模型（精度0.5m）、设备健康管理（基于振动信号的AI故障诊断模型，准确率≥90%）、生产调度（基于遗传算法的工序优化模型，优化周期15分钟）三大模块。平台通过实时分析采煤机截割功率、支架压力、瓦斯浓度等200+参数，自动生成生产指令（如调整采煤机牵引速度由8m/min提升至10m/min），并同步至各设备控制器（响应时间≤200ms）。五、实施计划与保障措施1.分阶段实施：试点阶段（第13个月）：选择11203综采工作面与北二回风巷作为试点，完成设备安装、系统联调及工艺参数标定（如采煤机记忆截割曲线、钻孔抽采负压阈值）。推广阶段（第46个月）：将智能化综采工艺扩展至2个工作面，智能掘进工艺应用于3条准备巷道，同步完善瓦斯抽采钻孔设计标准（如分支孔数量由2个增加至4个）。全面应用阶段（第712个月）：实现全矿井5个综采面、8条掘进巷的智能化覆盖，建成矿级智能管控中心（配置20块55寸拼接屏，实时显示关键参数）。2.保障措施：技术培训：与设备供应商联合开展“操作维护故障处理”三级培训，累计培训800人次（其中设备操作培训400课时，故障诊断培训200课时），考核合格后持证上岗。安全管理：修订《新设备操作规范》，明确采煤机急停按钮触发条件（如瓦斯浓度≥1%）、掘锚机支护间距允许偏差（±100mm）等20项安全指标；每月开展“无脚本”应急演练（如刮板机卡链、钻孔喷孔），提升岗位人员处置能力。资金保障：总投资1.2亿元（设备采购7500万元，系统集成2000万元，培训与调试1500万元），其中申请省级智能化改造专项补贴4000万元，企业自筹8000万元，分3期