MT-T 1237-2025 滚筒采煤机能效评价试验方法

MT/T1237-2025滚筒采煤机能效评价试验方法本标准规定了滚筒采煤机（以下简称“采煤机”）能效评价的试验条件、试验设备、试验步骤、能效计算、评价等级及试验报告等内容。本标准适用于煤矿井下或地面试验台进行的滚筒采煤机能效评价试验，包括薄煤层、中厚煤层、厚煤层用滚筒采煤机，不适用于刨煤机、连续采煤机等其他类型采煤设备。1范围1.1本标准规定了滚筒采煤机能效评价的试验总则、试验条件、试验设备与仪器、试验准备、试验步骤、能效指标计算、能效评价及试验报告。1.2本标准适用于各类滚筒采煤机（包括电牵引、液压牵引滚筒采煤机）的能效评价试验，涵盖井下工业性试验和地面台架试验两种形式。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T10111随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序GB/T13462电力变压器经济运行GB/T18487.1电动车辆安全要求第1部分：车载储能装置MT/T107滚筒采煤机通用技术条件MT/T188.1煤矿机械产品型号编制方法第1部分：采煤机械MT/T681煤矿用电气设备通用技术条件MT/T819滚筒采煤机试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1滚筒采煤机rollershearer以滚筒为工作机构，通过滚筒旋转截割煤体、螺旋叶片装煤，实现煤炭开采的采掘设备。3.2能效efficiency采煤机在正常工作状态下，有效输出能量与输入能量的比值，反映采煤机能量利用的合理性。3.3输入能量inputenergy试验期间，采煤机从供电系统或液压系统获取的总能量，包括电能、液压能等。3.4有效输出能量effectiveoutputenergy试验期间，采煤机用于截割煤体、装煤及必要辅助作业所消耗的能量，不包括无效损耗（如机械摩擦损耗、电气损耗等）。3.5截割能效cuttingefficiency采煤机截割机构的有效输出能量与输入截割机构的能量比值，反映截割机构的能量利用效率。3.6整机能效overallefficiency采煤机整机有效输出能量与整机输入能量的比值，是评价采煤机能效的核心指标。3.7工业性试验industrialtest在煤矿井下实际采煤工作面，按照正常生产工艺进行的采煤机能效试验，反映采煤机在实际工况下的能效水平。3.8台架试验benchtest在地面试验台模拟井下采煤工况，对采煤机进行的能效试验，用于快速检测和评价采煤机的能效性能。4试验总则4.1试验目的通过测定采煤机在规定工况下的输入能量、有效输出能量，计算能效指标，评价采煤机的能量利用效率，为采煤机的设计、选型、使用及节能改造提供依据。4.2试验原则4.2.1试验应在采煤机正常工作状态下进行，确保试验数据的真实性、准确性和代表性。4.2.2试验方法应科学、规范，试验设备与仪器应符合精度要求，并经校准合格。4.2.3井下工业性试验应符合煤矿安全生产相关规定，确保试验人员和设备安全；地面台架试验应模拟井下实际工况，保证试验条件与实际使用条件一致。4.2.4试验数据应进行多次测量、统计分析，剔除异常数据，确保试验结果的可靠性。4.3试验类型4.3.1型式试验：用于新研制、改型或转产的采煤机，全面评价其能效性能，作为产品定型的依据。4.3.2出厂试验：用于每台出厂的采煤机，检验其能效指标是否符合设计要求和本标准规定。4.3.3在用试验：用于煤矿在用采煤机，评价其使用过程中的能效变化，为设备维护、节能改造提供依据。5试验条件5.1环境条件5.1.1井下工业性试验：环境温度应符合MT/T107的规定，即-5℃～40℃；相对湿度不大于95%（25℃时）；周围无易燃易爆、腐蚀性气体，无强烈振动和电磁干扰。5.1.2地面台架试验：环境温度应控制在15℃～35℃；相对湿度不大于85%；试验场地应平整、宽敞，无振动、电磁干扰，通风良好。5.2设备条件5.2.1采煤机应符合MT/T107的规定，经过调试，处于正常工作状态，各部件运行平稳，无异常噪音、泄漏等故障。5.2.2采煤机的截割滚筒、截齿应完好，截齿磨损量符合规定，滚筒转速、牵引速度应能达到设计值。5.2.3井下试验时，工作面煤层条件应稳定，煤层厚度、硬度、倾角等参数应符合采煤机设计要求，无断层、陷落柱等地质异常；地面台架试验时，模拟煤体的物理力学性能（硬度、密度等）应与实际煤层一致。5.2.4供电系统、液压系统应稳定，电压、油压波动范围应符合设备要求，确保采煤机正常运行。5.3安全条件5.3.1井下工业性试验应严格执行煤矿安全生产规程，设置安全防护设施，配备专职安全人员，防止人身伤害和设备事故。5.3.2试验人员应经过专业培训，熟悉采煤机构造、试验方法和安全操作规程，持证上岗。5.3.3试验过程中，若出现设备故障、安全隐患，应立即停止试验，排查故障、消除隐患后，方可继续试验。6试验设备与仪器6.1主要试验设备6.1.1井下工业性试验：采煤机、刮板输送机、转载机等配套设备，应与采煤机匹配，运行正常。6.1.2地面台架试验：采煤机试验台、模拟煤体装置、加载装置、牵引装置等，模拟煤体装置应能模拟不同硬度、厚度的煤层，加载装置应能实现连续加载，牵引装置应能调节牵引速度。6.2测量仪器6.2.1能量测量仪器：电能表（精度等级不低于0.5级）、液压能测量仪（精度等级不低于1.0级），用于测量采煤机输入能量和各部件的能量消耗。6.2.2工况参数测量仪器：转速表（精度等级不低于0.1级）、牵引速度测量仪（精度等级不低于0.5级）、截割阻力测量仪（精度等级不低于1.0级）、油压表（精度等级不低于0.4级）、电压表（精度等级不低于0.5级）、电流表（精度等级不低于0.5级），用于测量采煤机工作时的工况参数。6.2.3辅助测量仪器：温度计、湿度计、测力计等，用于测量试验环境参数和辅助工况参数。6.3仪器校准试验所用仪器应经法定计量机构校准合格，校准证书在有效期内；试验前，应对仪器进行调试，确保仪器工作正常、测量准确。7试验准备7.1试验方案制定试验前，应制定详细的试验方案，明确试验目的、试验类型、试验工况、测量参数、试验步骤、安全措施及数据处理方法。7.2设备检查与调试7.2.1检查采煤机各部件的安装情况，确保连接牢固、密封良好，截齿、滚筒无损坏，电气系统、液压系统无泄漏。7.2.2调试采煤机的滚筒转速、牵引速度，使其达到设计值，运行一段时间，检查设备运行状态，排除故障。7.2.3检查试验配套设备（如刮板输送机、加载装置等）的运行状态，确保与采煤机协同工作正常。7.3仪器安装与调试7.3.1按照试验方案，将测量仪器安装在规定位置，确保仪器安装牢固、测量准确，电能表、液压能测量仪应与采煤机供电系统、液压系统正确连接。7.3.2调试测量仪器，进行零点校准、量程校准，确保仪器显示正常、数据准确，记录仪器校准数据。7.4工况参数确定根据采煤机设计参数和实际使用工况，确定试验工况，包括滚筒转速、牵引速度、截割深度、加载载荷等，井下工业性试验应结合工作面实际生产工况确定，地面台架试验应模拟井下典型工况。8试验步骤8.1预试验8.1.1启动采煤机及配套设备，按照确定的试验工况运行30min，检查设备运行状态、仪器工作情况，排除异常现象。8.1.2预试验期间，记录各测量仪器的初始数据，检查数据采集的连续性和准确性，调整仪器参数，确保试验顺利进行。8.2正式试验8.2.1预试验合格后，开始正式试验，按照试验方案规定的工况，稳定运行采煤机，试验持续时间不少于120min，井下工业性试验可结合实际生产，持续时间不少于一个生产循环。8.2.2试验过程中，每隔10min记录一次测量数据，包括输入能量、工况参数（滚筒转速、牵引速度、截割阻力等）、环境参数，确保数据连续、完整。8.2.3试验过程中，密切观察采煤机运行状态，若出现设备故障、工况异常，应立即停止试验，记录故障情况，排查故障后，重新开始试验，故障期间的数据视为无效数据，不计入试验结果。8.2.4对于截割能效试验，应单独测量截割机构的输入能量和有效输出能量，通过截割阻力、滚筒转速、牵引速度等参数计算截割有效输出能量。8.2.5试验结束后，先停止采煤机截割动作，再停止牵引动作，最后关闭供电系统、液压系统，整理试验设备和仪器。8.3试验重复同一试验工况应重复进行3次，每次试验间隔不少于30min，确保试验条件一致，若3次试验数据偏差大于5%，应查找原因，重新进行试验。9能效指标计算9.1输入能量计算9.1.1电能输入：采用电能表测量试验期间采煤机的总耗电量，单位为kWh，计算公式如下：E式中：E电——电能输入，单位为kWh；k——电能表倍率；N2——试验结束时电能表读数，单位为kWh；9.1.2液压能输入：采用液压能测量仪测量试验期间采煤机液压系统的总能量消耗，单位为kJ，计算公式如下：E式中：E液9.1.3整机输入能量：采煤机整机输入能量为电能输入与液压能输入之和，单位为kJ（1kWh=3600kJ），计算公式如下：E式中：E入9.2有效输出能量计算9.2.1截割有效输出能量：根据截割阻力、滚筒直径、牵引速度等参数计算，单位为kJ，计算公式如下：E式中：E截出9.2.2装煤有效输出能量：根据装煤功率和试验时间计算，单位为kJ，计算公式如下：E式中：E装出——装煤有效输出能量，单位为kJ；P9.2.3整机有效输出能量：采煤机整机有效输出能量为截割有效输出能量与装煤有效输出能量之和，单位为kJ，计算公式如下：E式中：E出9.3能效计算9.3.1截割能效：截割有效输出能量与截割机构输入能量的比值，用百分数表示，计算公式如下：η式中：η截——截割能效，%；E9.3.2整机能效：整机有效输出能量与整机输入能量的比值，用百分数表示，计算公式如下：η式中：η总9.4数据处理9.4.1对3次重复试验的数据进行统计分析，计算平均值、标准差，剔除异常数据（偏差大于3倍标准差的数据）。9.4.2能效计算结果保留两位小数，试验数据保留三位有效数字。10能效评价10.1评价指标以整机能效为核心评价指标，截割能效为辅助评价指标，结合采煤机的工作性能、可靠性，对采煤机能效进行综合评价。10.2评价等级根据整机能效值，将采煤机能效分为三个等级，具体如下：10.2.1一级能效：整机能效≥85%，截割能效≥88%，能效水平优秀，能量利用效率高。10.2.2二级能效：75%≤整机能效＜85%，78%≤截割能效＜88%，能效水平良好，能量利用效率较高。10.2.3三级能效：65%≤整机能效＜75%，68%≤截割能效＜78%，能效水平合格，满足基本使用要求。10.2.4不合格：整机能效＜65%或截割能效＜68%，能效水平不合格，需进行节能改造或维修。10.3评价要求10.3.1型式试验：采煤机整机能效应达到二级及以上，否则视为型式试验不合格，不得定型生产。10.3.2出厂试验：采煤机整机能效应达到三级及以上，否则视为出厂不合格，不得出厂。10.3.3在用试验：若采煤机整机能效低于三级，应分析原因，采取节能改造、设备维修等措施，提升能效水平。11试验报告11.1报告内容试验报告应完整、准确，包含以下内容：11.1.1试验概况：试验名称、试验日期、试验地点、试验单位、试验人员、试验类型、试验采煤机基本信息（型号、规格、生产厂家、出厂日期等）。11.1.2试验依据：本标准及相关规范性文件、试验方案。11.1.3试验条件：环境条件、设备条件、安全条件。11.1.4试验设备与仪器：设备名称、型号、规格、生产厂家、校准情况；仪器名称、型号、精度等级、校准情况。11.1.5试验步骤：预试验、正式试验、试验重复的具体过程。11.1.6试验数据：原始测量数据、数据处理结果、能效计算结果。11.1.7能效评价：根据试验结果，确定采煤机能效等级，给出评价结论。11.1.8问题与建议：试验过程中出现的