十三五规划机电运输前沿技术

5.2机电运输5.2.1前沿技术（1）掘进机械化技术随着我国综合机械化采煤的迅速发展,传统的炮掘工艺已不能满足综采工艺对巷道的需求,综掘工艺便是为满足综采巷道需求的综合机械化掘进系统,目前采用综掘系统月进尺至少可达300m。综掘系统由掘进机、除尘设备、通风系统以及与之配套的移动式变电站、运输系统、供电系统等组成。掘进机是综掘系统中的主要设备。它是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。与炮掘相比,综掘具有以下优点:单进高、进尺快;巷道成型好、易维护;减少岩石冒落及瓦斯突出的危险,安全保障程度进一步提高;可顺利通过地质条件复杂地段;改善劳动条件和减轻工人劳动强度,安全效益和经济效益更显著。近些年来国外掘进装备的发展与研究情况主要体现在以下4个方面:①切割功率能力稳定提高,机器的可靠性高。②重视对提高截割能力的研究。③配套设备多样化。④实现自动控制和工况监测。我国掘进机的研制和应用真正起步于20世纪70年代初,比世界各主要产煤国晚15到20年。然而经过将近半个世纪的快速发展，近年来相继开发出的中、重型掘进机,我国掘进机研制开发水平已进入国际先进行列。目前,国产截齿的质量基本能达到进口截齿的水平,甚至可以完全替代进口截齿,使我国的硬岩截齿消耗达到国际先进水平。发展方向是：研制掘锚联合机组；新型截割方式的研究；现有掘进装备向积木式结构、多元化方向；个性化设计；喷雾降尘设备随机化；配套机载锚杆技术；智能化、自动化,实现掘进机的工况监控。（2）开采机械化装备技术①大倾角煤层综采综放成套装备关键技术大倾角松软等复杂煤层开采是世界性煤炭开采重大技术难题。目前，国内相关企业与科研院所已突破了大倾角和急倾斜工作面支护系统稳定性、采煤机牵引系统下滑磨损和控制等技术瓶颈，创新了设备与围岩耦合设计核心技术，攻克了提高设备关键元部件可靠性的技术问题，形成了一整套集工作面成套设备三维动态设计、优化配套技术和先进制造于一体的复杂煤层综采、综放工作面成套装备关键技术。针对大倾角综采研制的大倾角工作面液压支架及电液控制系统、大功率大倾角电牵引采煤机、刮板输送机成套装备，实现了35°-56°大倾角复杂煤层的安全高效生产。主要装备技术：1）大倾角低位放顶煤液压支架，解决了复杂煤层由于倾角大，底板不平，经常俯仰采煤，液压支架移架困难的问题;大倾角和急倾斜复杂煤层的综采综放工作面液压支架支护系统，解决了复杂煤层综采综放开采支护的关键环节。2）延长导向滑靴寿命技术，解决了大倾角下采煤机导向滑靴不耐磨和断裂问题;适用于大倾角和急倾斜复杂煤层的电牵引采煤机，解决了采煤机在大倾角工作面工作使用过程中出现的启动下滑和停止下滑问题。3）适用于大倾角和急倾斜复杂煤层的刮板输送机，解决了复杂煤层条件下刮板输送机圆环链损坏率高，销轨使用寿命短以及整机下滑的技术难题。4)针对复杂煤层综采综放开采中单体设备的失稳状态，以复杂煤层高效综采综放工作面设备配套模式对应解决。②复杂薄煤层自动化综采成套技术与装备针对薄煤层赋存不稳定，含有断层、硬夹矸等，工作面作业空间狭小，综采设备尺寸与装机功率矛盾突出，开采困难等问题，国内相关企业与科研院所自主研发了适应性好的基于滚筒式采煤机的薄煤层自动化综采成套装备，突破了大功率矮机身采煤机、大运量矮槽帮刮板输送机，大伸缩比液压支架及工作面无人自动化控制关键技术，实现了0.6-1.3m薄煤层安全高效开采。主要装备技术：1)基于滚筒采煤机的薄煤层无人自动化开采模式、生产方法和自动化控制系统，0.6-1.3m薄煤层综采自动化成套装备和开采技术。2）板式新结构、超大伸缩比薄煤层智能型液压支架，突破液压支架工作阻力决定最小高度的极限，使支架最小高度降低到0.45m。3）滚筒式薄煤层截割装置及薄煤层边角煤开采装备，大功率滚筒采煤机综采自动化机组的最小机面高度已可达到580mm。③年产千万吨大采高综采成套装备目前，国内相关企业与科研院所关于年产千万吨级矿井大采高综采成套装备的研制取得了一定成果。主要装备技术：1)工作面端头大梯度过渡配套方式、多学科协同优化配套技术,超大采高工作面围岩控制技术及工艺等综采成套技术与装备。2）液压支架围岩耦合三维动态设计方法;基于有限元分析的支架结构优化和可靠性分析方法，提高了支架的适应性、稳定性和可靠性。3)超大采高液压支架，主要采用整体顶梁带内伸缩式伸缩梁和三级协动护帮装置、600L/min大流量主控阀和液控单向阀、Φ500mm缸径立柱。④特厚煤层大采高综放成套技术与装备特厚煤层的安全高效开采技术和装备是煤炭工业发展中面临的重大难题，针对这一重大难题，国内相关企业与科研院所进行联合攻关，发明了液压支架围岩耦合三维动态优化方法，开发出配套锚杆与锚索支护材料及预应力施工设备等。主要装备技术：1）液压支架围岩耦合三维动态优化设计方法，首次提出了特厚煤层大采高综放开采工作面采放平行均衡生产总体配套模式和成套技术体系。2）适用于特厚、松软破碎煤层大断面全煤巷道锚杆与锚索支护形式及参数，开发出配套锚杆与锚索支护材料及预应力施工设备;带轨道式锚杆钻臂的大断面煤巷掘进机。煤矿综采机械化装备发展方向是：加强综采装备关键元部件材料、设计方法、生产工艺、监测检验技术等方面研究；进行煤矿掘采智能化成套技术与装备的研发；研发千万吨自动化工作面高效综采成套装备，研制大功率高可靠性电牵引采煤机。（3）运输机械化技术20世纪50、60年代，美国、澳大利亚、南非、英国和德国等主要采煤国家开始着手解决煤矿井下辅助运输的机械化问题，到70、80年代已相继建立了先进的煤矿辅助运输系统。国内煤矿辅助运输的机械化研究起步较晚，直至20世纪70年代后期才开始轨道辅助运输系统的研制工作，先后研发了矿用绞车、卡轨车、齿轨车、单轨吊车、无极绳连续牵引车以及无轨胶轮车等设备。技术的发展和装备的应用为煤矿井下长距离、大吨位、多变坡、大倾角等条件下的辅助运输提供了有利的技术保障和设备支持。目前，国内绝大多数矿井的辅助运输采用轨道运输方式，常见的有矿用绞车和蓄电池机车等多段分散的轨道辅助运输。我国自1988年开始引进英国和澳大利亚等国所生产的无轨辅助运输设备，1992年开始自行研制，至今约有4800多台防爆胶轮车在煤矿使用。目前，我国煤矿辅助运输技术的发展很不平衡。随着综采、综掘等现代化系统的快速发展，辅助运输发展的滞后制约了部分大型煤矿的发展，而国内只有少数大型矿井如神东矿区、宁煤矿区等在矿建时将辅助运输作为一个系统进行了充分论证，为新型辅助运输设备的运行创造了条件，在减人增效、降低事故发生率等方面取得了良好的社会和经济效益。发展方向是：提高辅助运输设备的安全性、可靠性；辅助运输设备的多样化发展，以适应煤矿复杂多变的地质条件；辅助运输设备的工艺技术多样化发展；安全性更高，污染小的清洁能源车辆的开发；车辆的人性化设计；车辆的自动化、智能化设计，实现全面监控，提高其自动化和信息化程度；新型辅助运输设备装备新建矿井；优化新建采区内辅助运输系统；开发适用小煤矿的新型辅助运输设备。5.2.2发展目标（1）采掘方面“十三五”期间，采掘装备方面主要做以下工作：①积极引进国内、外最先进的新技术、新工艺、新装备，推进装备重型化、智能化。综采、综掘设备向大采高、大功率、大运量、高强度、重型化、软启动、电牵引方向发展。②智能化综采工作面控制系统，实现采煤作业的自动化控制以及远程遥控，系统能够根据运输系统负荷的大小，自动调控采煤机的生产能力。③对矿井大型固定设备、主要采掘设备实行一机一档管理，建立设备入库、投用、检修、技改、报废全生命周期管理设备履历，跟踪设备静态信息和动态信息。（2）固定设备方面“十三五”期间，固定设备方面主要做以下工作，用以提高设备效率及安全性能：①直流永磁电动机技术直接驱动负载运行，不需要机械减速机构，即减轻日常维护工作量，又提高设备效率，系统可靠性也大为增加。②设备安装时增加一个钢结构底盘来增强设备整体性，提高对基础变形适应能力。③以PLC编程自控为核心，通过架空乘人装置上、下乘人车场检测传感器检测人员乘坐信息，实现架空乘人装置的无人值守、自动开停。④通过雷达报警对距离给予数字化显示，实现机车运行过程中前后视频监视，提高单轨吊机车及地轨车辆运输的安全性。（3）运输方面“十三五”期间，运输方面主要做以下工作：①以推广应用单轨吊、无轨胶轮车为，研究规范各类专用高效运输车辆，创建适合于各类老矿区的先进辅助运输新模式，实现“消灭地轨、消灭小绞车、消灭架空线、消灭普通矿车”的目标。②对采区运煤系统进行实时巡检，并实时监测原煤运输设备运行状态，具有针对性的进行检查，形成安全高效运行、节省人力成本、减轻工作强度。（4）供电方面①开发仿真模型，实现复杂供电系统网络计算，方便地找出系统存在的安全隐患及污染源，利用分析结果确定紧急预案，确定治理方案并进行针对性治理，进一步提高供电系统可靠性。②煤矿井下低压供电系统中，提高功率因数，实现无功功率动态补偿。③采用变频器对电动机进行调速控制，可使电动机高效平稳运行，实现平缓启动，不断可节省大量的电能，还可延缓机械冲击造成的机械磨损，减少维护工作量。5.2.3重点领域“十三五”期间，煤矿开采任务艰巨，而煤矿开采依赖于先进的机电运输设备。机电运输要紧紧围绕着这一目标，加快发展，“十三五”发展目标提供有力的设备支撑。矿井采掘以及辅助装备：通过引进、研制等方式，逐步提高新矿技术装备水平，尤其在新井建设方面要创新理念，坚持以科学发展观为指导，解放思想，在引进、消化与利用世界采煤发达国家高新采矿技术和装备，以及高效管理运行模式的基础上，努力把新井建设成国内外一流的现代化矿井。5.2.4项目实施计划项目的实施计划见表5-2。表5-2新矿集团“十三五”机电运输项目实施计划序号 项目名称 级别 实施年度 1 无人采掘工作面系统的研究与应用 重大 2015-2020 2 煤矿避险系统综合自动化平台研究与应用 重点 2015-2018 3 综采工作面刮板输送机变频改造 重点 2015-2018 4 架空乘人装置无人值守技术研究 重点 2015-2017 5 主运系统变频节能技术改造 推广 2015-2017 6 直驱永磁电动机在煤矿中的应用 推广 2015-2017 7 无功补偿技术在采掘工作面中的应用 推广 2015-2018 8 机车视频监控装置技术及雷达监测保护装置的推广应用 推广 2015-2017 9 变频控制技术在乳化液泵站的推广应用 推广 2015-2017 专题二 机电运输部分一、新矿机电运输现状及存在的问题（一）机电运输现状十二五”期间，的领导下，机电运输专业科技创新取得了长足发展。新矿集团机电运输科技不断得到发展和提升，走在国内煤炭企业的前列。1、机电运输装备现状矿井采掘、运输生产机械不断升级改造，淘汰落后设备，老区采掘机械化程度分别达到93.8%和97.4%，省内新区、省外重点煤矿综采机械化达到100%；硬岩综掘、煤巷掘锚一体化、掘进后配套及薄煤层单产均在“十一五”基础上实现历史新突破；生产矿井半煤岩巷道皮带运输化达到95%以上。外，十六个矿井的生产系统已部分实现自动化控制，先后投入资金约17531.18万元，年经济效益3765.48万元，共减少人员1230余人。其中，主排水系统基本实现自动化，孙村、良庄、华丰、协庄、万祥、华恒、鄂庄、翟镇、华泰、鄂庄、新巨龙、新阳、赵官、水煤、黑沟十五个矿井主排水泵房实现了排水自动化，实现无人值守。主运系统孙村、良庄、协庄、潘西、翟镇、华恒、黑沟煤业七矿井实现了自动化。主供电系统孙村、良庄、华丰、协庄、翟镇、、鄂庄矿、新阳矿、赵官矿、新巨龙、长城矿、黑沟煤业等十五个矿井实现了自动化。在用提升机电控系统基本实现了数字化控制，具备了自动化提升的条件，其中92%提升机还实现了变频控制，机械部分淘汰了全部老、旧、杂和高耗能设备，有效地提高了提升系统的安全性和运行的经济性。运输系统升级改造实现了矿井运输方式的革命性进步，对于煤炭行业矿井、采区设计理念将会产生巨大冲击和根本提升。基层矿井认真开展煤矸分储、分时、分运系统改造，积极实施辅助运输改造，大力推广机械运人设备，装备猴车运人系统44套，24个矿井装备单轨吊118台套。新巨龙实现了单轨吊系统网络化、无轨胶轮车运人，孙村、协庄、华丰、鄂庄、华恒、黑沟等15矿24条水平大巷取消架空线运输，创新了机械运人新模式；孙村、良庄、翟镇、赵官等矿还建成了单轨吊示范采区。2、机电运输科技发展现状“十二五”期间，的领导下，机电运输专业科技创新取得了长足发展，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针和“安全先于一切、重于一切、高于一切、大于一切”的理念，坚定不移地实施“科技兴企”和“科技兴安”战略，紧紧围绕机电安全、装备升级、科技创新和治亏创效，大力推广“四新技术”，不断增强机电运输专业自主创新能力，大力推进机电技术创新体系建设，实现“三提三减三化”的工作思路，以质量标准化建设为总纲，以安全评价为指导，以重点工作安排为引导，以隐患排查治理为手段，以技术创新和自动化建设为主要方向，强化技术管控，系统改造、人员培训，达到管理持续改进、装备持续升级、队伍素质持续提升，实现用管提效、设备换人、人才强煤、节能降耗、专业向轻资产运营。与此同时，机电运输专业从根本上改变了传统的管理模式和设备运行方式，采掘运输机械与煤矿机电装备、煤矿自动化与数字化信息化迅速发展，有效地提高了设备的安全性和运行的经济性。跨区域发展及技术更新发展的要求，机运专业创新管理思路，优化配置、高效利用企业内部人才、技术、装备资源，细化业务分工，提升煤炭生产的专业化管理水平，达到保安、提效、降本、减员的效果，实现“安全开采、科学开采、经济开采”的目标。跨区域发展的要求，创新管理思路，优化配置、高效利用企业内部人才、技术、装备资源，细化业务分工，提升煤炭生产的专业化管理水平，达到保安、提效、降本、减员的效果，实现“安全开采、科学开采、经济开采”的目标，二十多支专业化制、修队伍，内部及集团以外设备制、修，工作面安撤任务。专业化队伍按照“项目化运作、专业化管理、市场化结算、社会化服务”的方式进行运作，各公司在整章建制、专业化装备、人员培训和开拓内外部市场方面做了大量工作，极大的满足了各矿生产的需要，节省了大量的人力、物力、财力。（二）“十二五”取得的科技成果“十二五”期间，新矿集团在面临采掘活动开采深度不断增加、地质灾害日益严重、薄煤层开采比例不断增加的条件下，通过引进、研制了先进的设备，提高采掘装备水平；通过对重点问题进行科技攻关，提高了集团煤炭机电运输信息化、自动化水平，在三机配套综合技术、千万吨工作面采煤装备方面取得了突破。1、大力推进原煤运输系统设备升级改造，提高运输系统效率机电专业从原煤运输系统设计选型、设备升级改造、检修工艺优化、自动化控制等方面入手，加大资金投入，装备提速，更换节能型设备、应用自动化控制。通过不断投入新装备、新技术、新工艺，减少运输环节，提高运输效率，实现了矿井原煤运输节能降耗、减人提效。在原煤运输皮带系统装备了大运力节能提速型皮带机，全部采用节能型电机、液粘软启动、变频装置等先进节能设备，提高了系统运行速度，减少了能耗，还减少了设备维修维护工作量。采掘设备方面，在工作面刮板运输机配套采用了国内开关磁阻调速系统，实现刮板机速度可调，可根据刮板输送机中压煤量的多少设定相应的速度以适应后续输送设备的运量，使整个运输系统连续稳定运转，提高了采煤工作面的生产率，加快了工作面的推进速度，同时由于开关磁阻电机本身可实现软起，系统中可电机直接与减速机连接，节约了维修维护成本，提高了原煤产量。2、矿井提升机引进变频及全数字控制技术，减少系统能耗，提高安全性能随着矿井开采深度的不断延伸，提升机安装数量不断增多，提升机安全高效节能运行是十二五期间机电专业发展方向，在此期间专业内部进行调研并多次召开研讨会议，针对原提升机电阻式控制耗能高、故障率高、控制复杂、调速性能差、操作繁琐等缺点，将提升机电控进行了全面升级改造，将原控制电路改造为变频调速系统，新增加PLC电控系统控制变频装置，具有较好的运行效果。变频调速系统以矢量控制技术为核心，淘汰了原绞车串起动电阻的投入，减少了电阻降压损耗，节约了设备电能损耗，提高了运行安全性，达到设备简单、通用性强、可靠性高的目标。华恒煤矿在北立井提升系统安装JKMD-3.5×4(Z)型绞车，采用交直交高压交流变频调速控制系统，采用普通鼠笼电机，恒转矩控制，调速精度高，调速平滑稳定，调速范围宽，维护费用低，设备事故率低，使用安全可靠，启动时对电网造成的压降非常小，对电网无污染，投入设备较少，功率因数高、具有100%能量回馈、维修、操作简便。变频控制系统具有启动静态恒转矩启动，启动平稳，输出转矩大，调速精度高，动态响应快，四象限运行等优点，网络化控制、操作可实现提升机的运行过程控制及诊断，实现提升的自动化，自动完成加速、等速、减速操作，可实现提升机的自动化控制，具备无人值守条件。3、矿井供电系统引进动态无功补偿装置，提升供电效率，保障绿色供电SVG动态无功补偿装置是目前最为先进的无功补偿装置，该类装置已成部分矿井，使用效果良好，该套装置在基于电压源型逆变器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞跃，它不再采用大容量的电容、电感器件，而是通过电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换。使用该装置后电网功率因数可提高到0.95-0.98，减少无功功率，该装置同样可解决电网电压降及电压波动、功率因数低、传动装置有害高次谐波，改善用电质量，降低线路损耗，节约电能，具有较大的经济效益，单纯通过无功补偿装置年节约电费1800万元。该技术先进，产生的经济效益明显，“十三五”内作为重点项目推广应用。4、加快矿井自动化、信息化建设，实现矿井减人提效机电专业在不断完善主运系统自动化控制同时，致力于采区运输系统自动化的拓展，实现综采、综掘工作面、顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示、语言报警、远程控制及顺煤流、逆煤流控制等功能。在主运输集中及采区皮带巷实现集控中心一键开机，能够实时监控井下每一条皮带运行状态，看到每一个转载点实时画面，打破了过去采区皮带一人一岗落后状态，将岗位工变成了巡检工，彻底解决了系统用人多的问题，提升了矿井自动化控制水平，经过升级改造的矿井主运皮带系统和煤楼洗选系统均实现自动化控制，提高了矿井生产效率。原煤运输系统的自动化改造实现了运输系统设备的逆煤流开机控制，并实现皮带机运行状态的适时监测显示、各岗位之间局域电话联系，皮带系统与给煤系统实现连锁开机。采区运输系统实现自动化集中控制改造，系统运行具有可靠性高、寿命长、免维护，避免人工操作的分散性、无序性和局限性，同时可减少采区运输系统岗位工560余人。实现整个系统顺煤流运行，可降低皮带机的空运转时间，避免不必要的能源浪费。下一步还将继续优化人力资源，实现岗位工变巡检工再变设备保养工的历史性跨越。在供电系统自动化方面，建设了电力调度自动化系统、微机保护系统、无线测温系统，并实现了采区高防和移动变电站的远程测温、状态及数据显示功能，保证了供电系统的安全性、可靠性，实现了无人值守。投入800万元对矿井采区高防和移动变电站远程监控系统进行改造，以安全、可靠、先进、实用为原则，实现在安全生产指挥调度中心对井下采区区所有移变设备进行网络监视和控制，做到现场无人操作、设备安全可靠运行。建立了由上位机、监控分站及相应传感器、执行机构组成的一套基本的测控系统,实现了在线检测、控制、上位机监控。经自动化控制改造后，为操作人员及时提供决策，降低了移变的事故发生率，缩短了机电事故影响时间，实现了移动变电站事故的提前防范。以自动化控制替代人工方式，最终实现现场无人操作，节约大量人力资源。实现了采区供电统一化管理，通过上位机可直观地反映当前负荷情况，为采区供电比较及数据参考提供了有利的依据。在排水系统自动化方面，建设了矿井综合自动化排水系统，能够利用视频监控及PLC自动检测水位和其它参数,矿井用水信息等因素,构建控制流程,合理调度水泵运行,利用水位高低实现对矿井排水与下山排水系统的全自动控制，泵房内配备了自主研发的移动摄像头自动巡检系统，视频监控系统根据PLC反馈的运行数据信号，自动将摄像头移动到运行设备跟前，进行近距离视频监控，实现全方位的排水系统的远程地面监控。在通风系统自动化方面，均实现了风机运行参数的24小时检测，发生事故时能够及时报警，并能够显示事故地点及故障类型，同时实现了自动倒机功能，缩短了事故处理时间，确保了矿井通风安全。在压风系统自动化方面，各生产矿井均淘汰了活塞式压风机，引进新型螺杆式压风机，压风系统优化改进将井下压风机全部转移到地面集中管控运行，机组实现了管道出口压力、压风机报警温度、现场视频和停机温度等参数的上传工作，实现压风机系统的就地自动控制及远程可视控制。自主研发移动监控系统方面，随着工业自动化的不断推广与发展，煤矿井下越来越多的系统已配备摄像头监控，以此达到对设备安全可控、可视的目的。但是由于井下环境条件复杂、区域受限以及摄像头直线成像的原理等制约因素，传统的摄像头根本无法实现对设备的全方位监控，在实际应用中，灵活性极低。因此本着充分发挥监控系统的作用，成功地自主研制了一套适合于井下复杂条件的可移动式视频监控系统，实现了对现场设备的多方位监测；减少了对摄像头监控点数量的投入，摆脱了传统的一对一监控模式，降低了投入成本；同时由原先的日历化检修转变为状态检修，取代了现场巡检工，实现了节能减排，为设备的安全运行提高了有利地监测手段。乳化液自动配比及反冲洗装置的应用。为保证综采设备运行长久安全可靠，机电专业引进ZPR矿用乳化液自动配比装置，该装置是引进国外乳化液配比系统的先进技术，是一套新型的集控式矿用乳化液自动配比装置。该套装置可以实现乳化液的浓度实时的在线监测、自动控制配液和调节配液浓度、自动补液，对关键参数的实时监测和数据显示，以及对配液流程的动态模拟显示。该系统的应用提高了乳化液的配液效率，改善乳化液的供液质量，保证工作面的支护装备良好运转，降低了故障率，对工作面的安全高效生产有重要实际意义。ZLF矿用过滤站反冲洗控制装置主要与乳化液泵站系统配套使用，作为泵站出口的第一级过滤，用于提高乳化液的洁净度，能有效降低液压系统及支架的故障率，较好地解决了乳化液高精度过滤和滤芯污染后的自动清洁难题。乳化液自动配比及反冲机电专业的综合应用，有效的杜绝了采煤工作面液压设备的损坏，降低了事故率，节约了维修费用，保证了采煤工作面的正常生产。自动化人才培养方面，为加快机电专业自动化建设，增强自动化技术力量，十二五期间专业内部在人才选拔及人员培训上大下工夫，在各基层单位均成立了自动化专业小组，建立自动化工作室，配备各类自动化试验平台，定期与团委合作开展自动化讲堂，并委派自动化从业人员到各大厂家现场进修学习，为矿山自动化发展奠定了良好的基础。5、推行定尺化采购，减少材料浪费，实现废旧材料及资源综合再利用。“十二五”期间，随着矿井生产效率及装备水平的不断提升，原始的矸石矿车运输方式已全部被皮带机采掘后配套替代，胶带等大宗物料消耗增加，为减少此类物资的消耗，机电专业深挖节支降耗潜力，制订了降本措施，减少费用支出。在协庄煤矿作为试点推行，一是定尺化进购胶带，打破原胶带固定订购规格的订购方式，按胶带机实际长度订购胶带，最大限度减少胶带接头；针对协庄煤矿1-5第四部皮带、4-3入仓皮带、3-3入仓皮带、-300上转机等输送机，分别订购了122米/根、70米/根、160米/根、165米/根等长度的皮带，胶带接头数量大幅减少；主井强力皮带机订购了500米/根的胶带，较原150米/根的胶带可减少硫化接头数量8个，仅硫化接头费用就可节约24万元；同样针对每月订购50米钢缆胶带且胶带到货后需截取3米胶带进行阻燃性试验，全年造成胶带消耗36米及实验费用重复支出，为解决此问题，年初材料计划估算全年钢缆胶带计划数量，一次性进购600米，仅需进行一次试验即可，减少胶带消耗及试验费用9万元。二是提高胶带强度等级，将原PVG1250s胶带全部升级为PVG1400s强度胶带，价格相差32元/米，但使用周期平均延长11个月且重复利用价值高，2012年协庄煤矿购进胶带29294米，2013年购进23638米，减少5656米，减少费用支出169.68万元。2014年一季度仅进购胶带3755米。三是定尺化进购线缆，2013年全矿进购1.5平方电缆23000米，2.5平方电缆9800米，冷补胶7000盒。针对1.5-2.5平方线缆进货方式均为100米/捆，到矿后需根据实际使用长度再次接线问题，全矿统一由综合灾防队进货发放，定制最大长度5000米/捆线缆，根据区队所需实际长度截割，取消冷补胶及接线盒的使用，年减少费用支出12.1万元。四是在大宗钢丝绳进货上，按照实际需要确定进货长度，例如协庄矿1#副井钢丝绳原定尺长度为1800米，根据轨道长度及滚筒直径测算后将进货规格改为1600米，减少200米钢丝绳费用9580元。依据矿井生产现状投资1700万元实现瓦斯综合利用。建设瓦斯发电厂，利用瓦斯进行发电，变废为宝，保护环境，实现绿色开采。一期4台发电机组运行，二期4台发电机组运行，每月可发电200万度，每年可发电2400万度。发电效益：按目前电价0.55元/度，减去运行费用0.15元/度，发电收入为0.4元/度。这样发电的效益为每月80万元，每年实现效益960万元，2年可收回总投资。6、超磁分离水体处理技术在矿井水处理中的研究应用针对水处理将超磁净化水处理工艺设备应用于煤矿矿井水的井下及地面处理。解决了该套工艺及一体化设备与矿井的匹配性问题。经过调研及论证，该套工艺及设备与目前的传统矿井水处理工艺比，具备很大的优势。首次在协庄矿-300水平引进12000 m3 /d的矿井水井下处理项目，该项目于2010年3月份开工，井下巷道及硐室于5月25日完成。整体设备5月26日开始安装，至7月26日调试运行。此项目是国内首家采用此工艺的矿井水处理项目。该系统应用后，减少了生产废水中的悬浮物在水仓内的沉淀和污水外排，缓解了矿井主排水泵的排水压力，减少了矿井排水电力消耗费用，提高了水泵使用寿命，取得了显著的社会效益、经济效益和环保效益。范围内投入超磁水处理系统20余套，共计12000万元。水经过处理后，使出水水质达到SS<10mg/L。处理后的水再自流进入现有水仓，由水泵排至地面进行综合利用；同时水质提高，减轻了对水泵的浸蚀，提高了水泵排水效率，降低了排水电耗。每年可节约各项费用7420.72万元。7、水文地质复杂矿井潜排系统探索与实施根据国家煤矿水害应急救援文件相关要求，针对深层矿井中央泵房排水系统需安设应急潜水泵，根据专家论证在投资200万元在协庄煤矿-550中央泵房内水仓安设BQ系列隔爆潜水电泵1台，排水管路与原有立排管路进行合茬，同时安装电动闸阀及逆止阀进行分支控制。在井筒内重新敷设高压电缆一根，由副立井降压站进行供电，做为潜水泵供电电源。在副立井降压站安装高压启动装置一套，并敷设远程控制线，实现地面远程控制。通过对潜排系统技术研究与安装，在保证了《煤矿安全规程》规定的同时，也为矿井安全排水提高了可靠系数。做为矿井的应急抢险排水设备，在矿井遭遇不可抗拒的水害威胁时，可及时进行运转，为矿井抢险救灾及恢复生产赢得宝贵时间，其安全与社会效益不可估量。8、研究应用了矿车物流管理系统，颠覆传统辅助运输观念,创新矿井辅助运输模式为提高矿车利用效率，杜绝一切闲置车辆存放，运输专业针对各单位现有运行状态进行了调研评价，在“十二五”期间建成了矿车物流管理系统，该系统可实现矿井车辆的合理调度及井下物流的快速传递，解决车辆积压、运送错误及效率低下等问题，消除原始的纸张式办公，使矿井物流管理更加科学化、合理化，提高车辆运输效率和利用率、节约人力资源，同时，各单位物料运送情况可通过计算机随时跟踪查看，提高井下信息化管理水平，推动了矿山运输技术装备升级改造，对保障矿井运输安全、高效生产起到了很好的技术支持作用。水煤、翟镇、协庄、新巨龙投入7000万元推广矿井单轨吊机车辅助运输网络化的应用。目前矿井辅助运输已实现单轨吊运输，运输距离已达到6000余米，覆盖了采区所有巷道，形成了网络化运输。实现了远距离连续运输，整个运输过程无需转载，简化了运输环节，有效优化了现场工作环境。使用成本低。单轨吊系统简单，占用设备少，只需安装柴油单轨吊车、轨道设备后就可以使用，安装维护使用费用低，安装撤除速度快，使用效率高。操作简便，功效高。9、完善轨道提升安全设施，提升运输自动化水平。为提高提升运输专业的安全性，推进自动化在提升运输设备中的应用，“十二五”运输专业对斜井安全设施进行全面改造，均安装与绞车联动的挡车器，该套装置具有智能化、信息化等优势，绞车运行矿车距挡车设施达到一定距离时，挡车栏自动敞开，当车辆通过一定距离后，自动处于挡车状态，在绞车司机操作平台设置挡车器运行状态显示器，绞车司机在车房操作绞车时，能在屏幕上一目了然观察到车辆及当车栏的运行状况，当安全设施发生故障时，绞车房控制系统发生警报，提示绞车司机停车进行处理。经过改造后，实现安全设施的自动化控制，确保斜井提升运输的安全。10、开展原煤运输系统优化，减轻运输压力，消灭架空线、实现运输车辆专用化、系列化。为提高运煤效率，减少运输环节、消除安全隐患，各单位对原煤运输系统进行了优化改造，各水平开拓集中运输巷，利用皮带运输原煤，减少大量人员，缓解大巷运输压力，同时减少大量运输设备（电机车、底卸式矿车）的投入，通过系统优化改造，15矿24条水平大巷现已取消架空线，消除了大巷架空线带来的各类安全隐患。2009年以来开始大力投入运行各型专用车辆，逐步淘汰1吨矿车，取而代之锚杆专用车、平盘车、液压侧卸式矿车、双底卸式矿车、运油专用车、转盘车等各型专用车辆，十二五末已基本实现消灭1T矿车的目标。同时在运行过程中对各类车辆实施流程控制，实现专用化、系列化管理，并使专用车辆能够与单轨吊机车配套使用，正常起吊，符合矿井辅助运输新模式的发展要求，减少运输环节，提高运输效率和安全系数。原煤运输系统优化及特种车辆投用的有效开展，既减少运输环节、减轻运输压力，又节约设备运行、维修等各项费用，经济效益显著。11、引入全数字车载移动式救援平台“十二五”期间，机电专业针对千米深井运行中存在的安全隐患进行了研究分析，积极引进应急救援先进设备。2012年5月，投资1600万元购进生产的千米立井移动应急救援绞车，目前该救援绞车全世界仅五辆，全亚洲仅此一辆，可以实现人员应急救援、灾防演习以及井筒检查、维护等，救援绞车可以以最大80Km/h的速度驶往目的地，实现快速救援的目的。救援载体为全数字绞车，由计算机系统进行控制，传感器齐全，保护可靠；提升钢丝绳长1230米，可用于最大1100米的井筒深度，最大提升速度1m/s，采用罐笼提升，最大运载10人，可由电力或柴油驱动，切换方便，环境适应能力和持续救援能力强大；绞车通信方便、可靠，司机可通过一根置于提升钢丝绳内的通信电缆与罐笼内人员进行通信，采用双通道通信模式，既可通过内置于救援罐笼内的防爆电池提供电源保证通信装置进行正常通信，应急时也可以通过救援罐笼内壁上的自发电式电话进行紧急通话，极大了提高了矿井安全救援可靠性。