MTT 1297-2025 悬臂式掘进机能效评价试验方法标准立项发展报告

悬臂式掘进机能效评价试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforEnergyEfficiencyEvaluationofRoadheaders摘要本报告系统阐述了行业标准《悬臂式掘进机能效评价试验方法》（标准编号：MT/T1297-2025）的立项背景、研制过程、核心技术与应用前景。悬臂式掘进机作为煤矿巷道掘进的关键装备，其能效水平直接影响矿山的生产成本、能源消耗与碳排放强度。当前，我国虽已建立掘进机产品设计与安全标准体系，但针对能效评价的试验方法标准尚属空白，导致设备能效参差不齐，缺乏统一的量化度量与比较依据。本标准旨在建立一套科学、规范、可操作的能效试验与评价方法，涵盖测试工况界定、能耗参数采集、能效指标计算及试验报告编制等全流程。报告指出，该标准的发布将有效填补行业标准空白，为设备制造商提供产品能效优化的技术指引，为矿山用户提供设备选购与运维的量化依据，并为行业监管部门实施能效准入与考核提供标准化工具。该标准的实施将有力推动我国悬臂式掘进机向高效、节能、绿色化方向发展，助力煤炭行业实现“双碳”目标。关键词悬臂式掘进机；能效评价；试验方法；行业标准；MT/T1297-2025；煤炭行业Keywords:Roadheader;EnergyEfficiencyEvaluation;TestMethod;IndustryStandard;MT/T1297-2025;CoalIndustry正文1.引言悬臂式掘进机（Roadheader）是煤矿巷道、隧道及地下工程中实现截割、装载、输送及行走一体化作业的核心设备。随着煤炭行业向智能化、绿色化转型深入推进，设备能效已成为衡量其技术水平、经济性和环境友好性的关键指标。然而，长期以来，行业内缺乏统一的悬臂式掘进机能效评价试验方法标准，导致不同厂家、不同型号产品的能效水平无法进行横向对比，用户选型缺乏科学依据，设备节能优化缺乏明确目标。为响应国家《“十四五”智能制造发展规划》和《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中关于提升装备能效、推动绿色制造的号召，由国家能源局提出并归口，行业标准《悬臂式掘进机能效评价试验方法》（计划编号：能源20220100）正式立项。经过标准编制组的深入调研、试验验证以及广泛征求意见，该标准于2025年9月29日正式发布，标准编号为MT/T1297-2025，并将于2026年3月28日起实施。2.标准研制的背景与意义2.1政策驱动与行业需求在国家“双碳”战略背景下，煤炭作为我国主体能源，其生产环节的节能降碳刻不容缓。国家能源局、国家矿山安全监察局多次发文，要求提升煤矿主要耗能设备的能效水平。悬臂式掘进机在煤矿井下作业时间长、功率大，其能耗占采掘工作面总能耗的相当比例。因此，建立科学的能效评价方法，是实现精准节能、推动装备升级的先决条件。2.2技术现状与标准缺口目前，我国针对悬臂式掘进机已建立了较为完善的安全标准（如GB/T35091、MT/T238等）和性能试验标准（如MT/T483等），但均未对能效评价作出系统性规定。现行标准主要关注设备的截割能力、可靠性、安全保护等，缺乏对单位截割量的能耗、系统效率等能效指标的统一界定和试验要求。这种标准的“缺位”导致：-产品能效不透明：用户仅能从额定功率等单一参数推断能耗，缺乏实测对比数据。-研发缺乏导向：企业节能技术创新缺乏统一的“标尺”，难以精准定位优化方向。-监管缺少依据：行业准入、能效标识、落后产能淘汰等工作缺乏量化支撑。2.3标准的定位与作用本标准作为基础性试验方法标准，旨在为悬臂式掘进机能效评价提供统一的技术范式。其核心作用体现在：1.规范测试流程：统一标准工况、测试仪器、数据采集与处理方法，保障测试结果的复现性和可比性。2.量化能效指标：定义单位截割岩石体积能耗、单位截割面积能耗等核心能效指标，实现量化评价。3.指导产品优化：为制造企业提供产品能效对标和诊断工具，明确节能改进方向。4.支撑市场准入：为行业主管部门实施能效标识管理、节能认证及淘汰高耗能产品提供依据。3.标准主要内容与技术要点MT/T1297-2025《悬臂式掘进机能效评价试验方法》共分8章，主要技术内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、试验条件、试验设备与仪器、试验方法、能效指标计算以及试验报告。其核心要点如下：3.1术语和定义的创新标准首次系统界定了与悬臂式掘进机能效相关的术语，如：-悬臂式掘进机能效：指掘进机在规定的试验条件下，完成单位截割工作量所消耗的能量。-单位截割岩石体积能耗：截割单位体积标准岩石试件所消耗的电能（kWh/m³）。-标准工况：为进行能效比较而设定的、具有代表性的截割对象（如规定的强度等级的混凝土试块或岩石）和工作参数（如截割臂回摆速度、牵引速度等）。标准对工况的明确界定，是保证试验结果公正可比的基础。3.2试验条件与设备要求标准对试验环境、动力电源、测试场地、截割对象等提出了严格要求：-试验环境：规定了温度、湿度范围，以减少环境因素对测试结果的影响。-动力电源：要求电压波动、谐波等满足规定等级，确保测试的准确性。-截割对象：详细规定了标准试块的尺寸、强度等级（如C40混凝土或相应硬度的岩石）及制作与验收方法。这是确保不同试验之间结果可比的关键因素。-测试设备：要求使用经校准的功率分析仪、电量变送器、位移传感器、重量传感器等，明确了其量程与精度要求。3.3能效试验方法标准规定了两种核心能效试验方法：-截割试验：在标准工况下，记录掘进机从进刀到完成规定截割任务全过程的总能耗和截割量。主要测量参数包括截割时间、各电机（截割电机、泵站电机、行走电机等）的输入电功率、截割臂摆角、行走距离等。-空载运行试验：测量掘进机在无截割负载、各机构按规定动作运行时的能耗，用于分析系统空载损耗。通过对截割能耗与空载能耗的分析，可得出有效能耗与损耗的分布情况。3.4能效指标计算方法标准给出了关键能效指标的计算公式：-单位截割体积能耗=总能耗（kWh）/截割岩石总体积（m³）-系统效率=（有效截割功/总输入电能）×100%-功率利用率=截割平均功率/额定总功率×100%通过对上述指标的综合评价，可以全面反映掘进机的系统能量利用水平。4.标准实施的技术路线与预期效益4.1实施技术路线-第一阶段（标准宣贯与培训，2026年）：由国家能源局煤炭司指导，全国煤炭标准化技术委员会组织，向主要矿山企业、装备制造商和检测机构进行标准宣贯和操作培训。-第二阶段（检测能力建设）：依托国家煤矿掘进机产品检验检测中心、重点实验室及大型企业检测站，建立符合标准要求的专用测试台架和燃料消耗/电能消耗测试系统。-第三阶段（市场推广与对标）：结合能效标识制度，引导企业在产品出厂前进行能效自测或第三方委托检测，推动建立行业能效“领跑者”制度。4.2预期效益-经济效益：通过能效评价，倒逼企业优化液压系统、电控系统及截割头结构设计，预计可使主流掘进机综合能效提升5%-10%，年节省电费数百万元。-社会与环境效益：有效降低煤矿井下总用电负荷，减少发电产生的碳排放，助力煤炭行业绿色转型。-管理效益：为矿山企业提供科学的设备全生命周期能源管理依据，实现从“经验驱动”向“数据驱动”的精细化能效管理转变。5.标准主要起草单位介绍：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会提出并归口，中国煤炭科工集团太原研究院有限公司（简称“太原研究院”）担任核心起草单位。单位概况：太原研究院成立于1964年，是我国唯一专门从事煤矿辅助运输及掘进装备研发、生产、检验的国家级科研机构，是中国煤炭科工集团有限公司的重要成员单位。研究院拥有“煤矿采掘机械装备国家工程实验室”、“国家煤矿掘进机产品检验检测中心”等国家级创新平台，是行业技术标准制定的主力军。技术与标准积累：太原研究院长期深耕悬臂式掘进机技术领域，主导或参与制定了包括《悬臂式掘进机通用技术条件》（GB/T35091）、《悬臂式掘进机型式检验规范》（MT/T483）在内的多项国家和行业标准。其开发的EBZ系列悬臂式掘进机国内市场占有率超过40%，并出口至俄罗斯、澳大利亚等国家。在能效研究方面，研究院于2020年率先搭建了国内首套全尺寸悬臂式掘进机能效测试系统，积累了超过2000小时的实测数据，为本标准的科学制定提供了坚实的理论与工程基础。贡献与展望：在本标准研制过程中，太原研究院负责标准总体框架设计、核心试验方法论证（如提出了基于“单位截割体积能耗”作为核心指标）、技术参数验证及试验报告模板编制。研究院表示，将持续跟踪标