煤炭机械 篇1
煤炭作为一种能源, 在工业上有着非常广泛的用途, 其主要用在冶金、化工和动力用煤等方面;同时在炼油、医药、精密铸造和航空航天领域也有广阔的利用前景。煤炭在全国的能源消耗统计中约占70%的比例, 在目前是一种不容易替代的能源;随着现代化科学技术的不断进步, 煤炭的综合利用技术也在迅速发展, 煤炭的综合利用领域也将不断扩大, 各领域用户对所用的煤炭有特定的质量要求和技术标准。在目前, 煤炭的质量指标是评定煤炭质量等级的标准, 且煤炭又是一种以一定的质量规范出售的能源。因此, 应该在煤炭的采样过程中加强科学管理, 认真执行《商品煤样人工采取方法》GB475-2008、《煤样的制备方法》GB474-2008等相关规定, 采用机械化采样, 淘汰人工采样, 尽可能避免人为因素的干扰, 公平、公正采样, 真实反映煤炭质量, 确保用户用煤质量, 为煤炭价格提供合理参考。
1 人工采样存在问题及机械采样特点
福建煤电股份有限公司坎市发运站建于上世纪70年代初期, 是周边7对国有煤矿煤炭发往全国各地的中转站, 周边国有煤矿煤炭通过汽车运输到达坎市发运站。各对矿井所生产的煤炭质量参差不齐, 经过坎市发运站分筛、破碎等配煤工艺, 产品达到客户所需的质量要求, 再通过火车装载发往所需客户, 近几年来该站煤炭发运量大约在80万t/a。
坎市发运站进站煤炭均采用手工采样, 即在汽车车箱顶部布设3~5个采样点, 该采样点均布设在煤炭顶部深度50 cm左右, 每天平均采样的车辆为100部左右, 高峰时期200多部, 按此采样方案要求, 每部车的采样时间约为5 min以上。按以上工作方式, 采用手工采样工艺, 存在以下几个问题:手工采样长期在车箱顶部表面, 不能真实反映整车箱煤炭质量, 在生产过程中, 样品不具有代表性;煤样误差大, 且存在一定的人为因素, 造成煤样不能真实地反映煤炭质量, 为后续的分筛配煤工作带来困难;单部车的采样时间约为4 min左右, 采样工作时间长, 工人的劳动强度高。
综合以上原因, 根据煤炭采样标准《商品煤样人工采取方法》GB475-2008、《煤样的制备方法》GB474-2008等相关规定, 结合该站煤炭采样的实际情况, 设计了一套适用于煤炭机械采样的装置:即在地磅上方设计安装一套桥式大、小行走机构, 把机械采样装置安装在行走机构上, 可进行前后左右移动操作。通过采样机械可实现运煤汽车车厢范围内任意点的全断面采样, 采样深度达到汽车车箱底部。通过采样机械与桥式行走机构一体化结构设计, 该煤炭机械采样装置结构紧凑、可靠性高、性能稳定、维护简单、安全性能好。
2 机械采样系统组成及工作原理
机械采样系统组成。该采样系统由桥式大、小行走机构, 采样机械、升降机构、升降钢丝绳、松绳保护机构、采样机械导轨、交通信号系统、电控系统等部分组成。
机械采样系统的工作流程:装载煤炭的汽车根据交通信号灯的指示进入采样机械采样范围, 车辆驻稳;采样机械通过桥式大、小行走机构进行前后左右移动运行到指定地点, 停车驻稳;再同时启动下放升降机构与采样机械, 采样机械在升降机构及重力的作用下对车箱内煤炭开始采样;采样机械下降到指定位置后, 同时停止升降机构及采样机械;再启动升降机构上提采样机械到上限位停止;再启动桥式大、小行走机构运行到卸样点, 反转采样机械卸样。该工作流程, 为一个采样点的工作周期, 该样点采样完成。
采样机的工作原理:采样机械是由摆线针式电动机、双叶片螺旋杆、电煤钻钻头, 万向联轴器等部分组成。其工作原理是采样机械在重力作用下, 以摆线针式电动机为动力源, 通过联轴器带动双叶片螺旋杆转动, 把煤炭装入采样管, 实现采样、收集煤样。
机械采样系统结构如图1所示。
采样机的工作原理如图2所示。
3 采样机械制作要求与方式
(1) 采样机械行走机构采用桥式行车行走机构, 电控部分采用桥式行车电控系统, 在电动机转速限速上采用变频调速控制。
(2) 采样机械钻管的开口半径和螺距应大于被采样煤标称最大粒度的3倍。
(3) 采样机械钻管从煤中拨出比较困难, 可在钻管头部的双叶片螺旋杆直径增加, 且大于钻管直径2 mm左右;为防止钻管从煤中拨出时, 煤可能从底部掉下, 可在钻管头部的螺旋叶片开口处稍作转平处理。
(4) 采样机械机头等应按GB/T19494、3规定进行偏倚试验合格后方可投入使用。
(5) 在采样机械钻管头部安装一个电煤钻钻头, 该钻头有定位功能, 也可挤碎大块的块煤或矸石, 防止双叶片螺旋杆堵转或卡转, 不会将大块的煤或矸石推到一旁。
(6) 采样机械设备、控制线路等应系统地做好防雷及漏电保护工作, 采样机械应做好局部接地, 接地阻值达到防雷及漏电保护相关规范要求。
4 结构性能及特点
桥式煤炭采样机是针对装煤汽车或火车采样而设计的。该采样机械煤炭采样符合《商品煤样人工采取方法》GB475-2008、《煤样的制备方法》GB474-2008等相关规定, 适用于煤炭颗粒度6~25 mm之间的商品煤采样;该采样机械可实现装载煤炭汽车车厢范围内任意点全断面采样, 在采样时, 可采取全深度试样或不同深度 (上、中、下或上下) 的试样, 在汽车装载的煤存在不同品质且分层装载时, 采样机械可以从车厢煤的顶部往下到车厢底部进行采样, 有效地保证煤炭样品具有代表性;降低采样工人的劳动强度;原理简单易维护, 该采样机械采用一体化设计, 结构紧凑;简化人工采样流程, 单次采样时间短, 一个样点采样流程所需时间约40 s;三套采样机械可呈等边三角形布置, 单次采样可设1~3个点, 该采样机械自动化程度高, 维护简单。
5 结语
煤炭机械 篇2
1 机电一体化概述
机电一体化是科技不断发展的产物, 应用机电一体化技术, 可以提高机械设备的性能, 对机电产品的发展奠定了良好的基础。机电一体化技术在发展的过程中, 具有数字化发展的方向, 利用数控机床以及机器设备, 可以为机械设备制造奠定基础, 应用数字化设计技术, 可以为机电一体化设计奠定基础。煤炭资源在开采的过程中, 需要利用多种机械设备, 其中技术部门需要应用绘图软件CAD技术, 这一软件具有较高的精确性。进入信息时代后, 网络覆盖面越来越广, 煤矿企业也应用了较多的网络技术, 这促进了机电一体化技术的网络化发展, 在开采资源的过程中, 很多问题都可以利用网络技术进行解决, 网络技术可以改善煤矿行业机械技术落后的现状, 还可以提高资源的综合利用率。机电一体化产品生产的目的是为了更好的为人类服务, 由于煤矿企业近年来出现的安全事故比较多, 为了降低安全事故发生的概率, 可以利用机电一体化产品, 提高机械化设备自动化运行水平, 还可以提高煤矿开采的效率。
2 煤矿企业机电一体化的应用现状
随着社会的不断发展, 煤矿行业的开采技术越来越高, 应用机电一体化技术, 可以提高煤矿企业的工作效率, 可以提高生产的安全性。机电一体化技术可以实现机械设备的自动化运行, 可以对大型设备的运行状况进行监测。我国煤矿企业机电一体化技术虽然取得了较大的进步, 但是与国外技术相比, 还是有着一定差距, 这主要是因为我国煤矿行业起步比较晚, 所以, 在应用煤矿企业机电一体化技术时, 一定要结合社会发展的要求以及需求, 还要学习国外的先进技术, 这样才能促进机电煤炭机械行业更好的发展。我国煤矿企业的发展并不均衡, 有的企业应用的机械技术还是比较落后, 为了提高煤矿开采的效率, 提高企业的竞争力, 一定要多应用先进的机电一体化产品, 这也可以避免安全事故出现的概率。机电一体化产品还具有通信的功能, 利用网架技术, 可以实现信息的及时交流以及传输。在对机电一体化产品进行开发时, 要考虑设备的可靠性, 要对相关信息参数进行优化, 还要提高信号检测的灵敏度, 这样才能保证机电设备故障检测与自动化调节功能的发挥。
3 机电一体化在煤炭机械中的应用情况
机电一体化技术应用在煤炭机械中, 能够提升煤矿生产的实力, 为煤炭工业的优化提供必要条件。将机电一体化技术应用于煤矿机械当中, 对煤矿机械进行完善及改进, 能够实现煤矿机械的信息化控制、程序化控制及智能化控制, 从而方便于操作。目前, 我国煤矿机电的一体化运用已经取得了进步, 但是如果同发达国家比较, 我国目前的应用水平尚处于落后阶段, 还需要不断深入研究。笔者认为在未来, 运用的趋势为加快研发核心装置, 增强煤矿机械产品在通信方面的能力, 开发及应用能够自动监测机械运行状态及设备工况的微机系统, 以及运用煤矿机器人。
3.1 在矿井提升机中的应用
矿井提升机是煤炭开采过程中必须用到的设备, 在矿井提升机中应用机电一体化技术, 可以实现设备的自动化运行, 提高设备的性能, 保证其效用的最大发挥。内装式提升机是煤矿开采中比较常见的设备, 它在结构上将滚筒和驱动这两者合二为一, 从而简化了机械的结构, 是最典型的机电一体化的设备。而全数字的提升机不仅可以进行可重复性的事故诊断、自诊和寻址, 还可以进行一些简单迅速的通信工作。其中硬件配置上较简单, 零配件比较少, 具有相互兼容的特点, 而且还可以轻松的实现软件的控制、软启动和改变瞬间的加速度。
3.2 在掘进机中的应用
煤矿企业目前使用最为广泛的是掘进机, 同时机电一体化很快的在掘进机中应用, 使用掘进机的同时实现了自动控制, 其中包含了推进方向的监控、切割断面轮廓尺寸的监控、切割电机功率自控调节等方面。同时它还能够进行必要的工况检测, 还具备了自我故障诊断的性能, 其中包含了电机负荷、温度、液压系统油压、油温、供电电压测控以及污染等方面监控;另外, 运用现代测控技术对掘进机的工作情况进行监控和故障的诊断, 这样就确保了机器的正常运作, 实现了掘进机的机电一体化。这样也可以大大的提高了掘进机的工作性, 有利于完善和改进煤巷快速掘进的技术。
3.3 在带式输送机中的应用
我国已经生产出来很多类型的带式输送机, 带式输送机具有长距离连续输送, 输送量很大, 运行比较可靠, 工作效率高, 还较于实现自动化等方面的特点, 带式输送机已经成为我国煤矿企业井下原煤输送系统的主要设备。目前推广使用的是机、电、夜一体化的CST的可控软启动的装置, 它是一种专门为金属矿和煤矿设置的长距离皮带运输机的软驱动装置。具有平滑启动运输大的惯性载荷的特点, 一条皮带运输机可以由1台或者多台CST进行驱动。这样就解决了带式输送机的长距离、大运量的驱动难题。
结束语
煤矿行业是我国重要的能源产业, 在运行的过程中, 煤矿企业需要应用大量的机械设备以及自动化技术, 在煤炭机械中应用机电一体化技术后, 有效提高了企业生产的效率以及煤炭的产量。机电一体化技术在应用的过程中, 发挥出了较多的功能, 利用网络技术, 可以实现通信的功能, 应用机电一体化产品, 也可以实现对机械设备的智能化控制, 这不但可以减轻工作人员的工作量以及劳动强度, 还可以降低安全事故出现的概率, 可以有效提高煤矿企业生产的水平, 是提高企业经济效益的有效方式。
参考文献
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煤炭机械迎来高增长契机 篇3
机械化安全生产是出路
目前，我国能源结构特点是煤炭占比大，70%的能源是来自于煤炭。国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝表示“2010年中国煤炭产量可能达到32亿吨，比2009年增加约2亿吨，如果按照这个增速，2015年将不低于40亿吨。” 虽然能源结构调整成为“十二五”规划的重要内容，但短期内中国对煤炭的依赖难以改变，煤炭的产销量将继续保持增长态势。
一方面是煤炭需求的不断增长，另一方面是煤炭安全事故的频发，十二五期间我国定下安全生产工作目标——亿元GDP事故死亡率，下降36%以上，煤炭的百万吨死亡率下降28%以上，国家将下大力气整顿煤炭安全生产。近年来国家对煤炭安全生产的重视在不断提高，2009年全国煤矿百万吨死亡率首次降至1以下，为0.892。但我们要看到，作为第二大煤炭开采国的美国每百万吨煤死亡率一直在0.03%，英国更是在2002年至2008年连续6年实现煤矿零死亡，即使印度和俄罗斯这一数据也只是我们的六分之一，我国煤炭事故率远远高于世界平均水平。
我国煤炭行业要在继续提高产量的同时，降低事故率，唯一出路就是关停兼并安全措施不合格、机械化率低、事故频发的中小煤矿，采煤企业大型化、集团化从而实现集中式机械化安全生产。
煤炭开采机械化率提升空间大
我国煤炭行业集中度只有18%，印度、澳大利亚、南非、美国则分别达到了90%、70%、63%和53%。且我国地下煤矿的比重要远高于美国的39%、澳大利亚的26%、印度的25%和德国的20%，而我国煤炭行业整体机械化程度却仅为50%左右，与发达国家的95%相比，整整落后了15年。中国能源局提出至2015年，形成10个亿吨级、10个5000万吨级特大型煤炭企业，使我国煤企的平均机械化程度达到75%以上。
据测算，一个百万吨的煤矿，采取机械化生产，人员配置三班，每班30多人。而在普通开采时，一个30万吨以下的小煤矿，人员配置三班，每班100人。同样产量下，人员需求仅为原来的1/9。事实上相对煤炭开采的巨额利润，机械设备采购成本非常低廉。年产百万吨煤炭的中型企业，一周的煤炭销售额就可以抵消掉机械设备的成本。随着煤炭行业重组兼并的进一步推进，我国煤炭开采机械化率有很大的提升空间。
设备更新推动高增长
2003年到2009年，我国煤炭开采和洗选行业固定资产投资从437亿元快速增长到3021亿元，年均复合增长率高达38%，这一时期采购的设备按照5年的更换期，将在今后几年产生大量的设备更新需求，而行业集中度的提高、劳动力成本的快速上升及国家对安全生产日益严格的监管，逼迫煤企提高采掘机械化率，进一步扩大了煤企对高端煤机设备的需求，预计未来5年煤机行业将保持20%以上的高增长。
煤炭机械 篇4
根据煤炭市场需求和供给的市场现状，天拓咨询在《煤炭机械行业研究报告》中分析，煤炭机械作为煤炭的主要下游，发电量和钢铁产量2013年上半年增速加快是大概率事件，煤炭需求有望回暖，但是目前国内煤炭供过于求的状况难以短期解决，会对煤机市场规模扩大形成阻力。
一、需求端：2013年上半年煤炭需求有望回暖 煤炭是我国的主要能源，在我国化石能源资源结构中居主导地位，且在短期内这种主导地位不会改变。我国煤炭主要用于国内火力发电和炼钢，自2012年9月份以来，随着宏观经济整体起稳回升，发电量和钢材产量两项数据均出现好转。结合国海证券研究所宏观策略小组的观点，我们认为2013年上半年电力和钢铁产量增速将进一步提升，煤炭市场需求有望回暖。
煤炭是我国的主要能源，在我国化石能源资源结构中居主导地位，且在短期内这种主导地位不会改变。在我国能源消费构成中，煤炭一直占据70%左右的比重。2010年，能源消费总量32.5亿吨标准煤，煤炭消费约占68.6%。
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1、我国能源消费构成
我国煤炭主要用于国内火力发电和炼钢。我国生产的煤炭绝大部分用于内需，出口煤炭的占比较小，且近年来有逐步下降的趋势。其中工业生产中的煤炭消费一直在我国的总煤炭消费中占据重要地位，常年保持在94%以上。发电和炼焦是工业用煤的最主要用途，分别占工业用煤的50%和15%。图
2、煤炭出口占比
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3、发电和炼焦用煤炭占工业煤炭消费比重
重工业是社会用电主要来源：重工业，包括化工、钢铁、建材、有色金属冶炼等，是我国社会用电量的最主要来源，用电量占比达60%左右。图
4、煤炭下游梳理
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5、工业煤炭消费占比
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6、重工业用电量占社会总用电量比
2012年年初以来的发电量增速维持低位，但9月份以后出现明显好转。2012年年初以来，由于我国投资增速放缓，钢铁、建材和有色金属的需求随之减弱，发电量增速自三月以来维持低位。9月份以来发电量数据出现明显改善，11月份全社会用电量4139亿千瓦时，同比增长7.6%，增幅连续两个月回升；11月份全国发电量4011亿千瓦时，同比增长7.9%，为今年三月以来最高增幅。图
7、年初至今的全社会用电量
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8、年初至今的全社会发电量
焦炭90%以上被用在生产钢铁，且是生产钢铁的必要原材料，因此焦炭产量与钢铁产量有直接关系。2012年9月份以来钢铁产量和焦炭产量均呈现出触底回升的态势。图
9、年初至今的钢材产量与焦炭产量
2013年上半年煤炭市场需求有望回暖。9月份以来，随着宏观经济整体起稳回升，发电量和钢材产量两项数据均出现好转。结合国海证券研究所策略小组的观点，天拓咨询认为，随着ZF的稳增长政策逐渐发力、新型城镇化和铁路基建项目的逐步落实，开春后投资将转入施工旺季，经济拉升作用将进一步增强，而明年年初随着财政存款和银行信贷的投放，资金面会出现季节性好转，2013年上半年电力和钢铁产量将进一步提升，煤炭市场需求有望回暖。
二、供给端：产能充裕，进口煤炭冲击，库存压力大
我国是煤炭生产大国，“十二五”期间我国煤炭企业的生产能力将进一步提升，产能充裕。进口煤炭占比较小但增长迅速，近年来已经对国内煤炭市场形成冲击。煤炭库存总量仍然维持高位，去库存压力较大。
我国是煤炭生产大国。2010年，我国一次能源生产总量29.9亿吨标准煤，煤炭产量约占77.4%。近十年间我国煤炭产量从2001年的14.7亿吨增长到2011年的35.2亿吨，年均复合增长率达9%。近十年来世界煤炭产量增长的80%是中国生产的。图
10、我国能源生产构成
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11、全国原煤产量
煤炭企业的生产能力将进一步增强。根据《煤炭工业发展“十二五”规划》，2015年我国煤炭企业的生产能力将达41亿吨/年，形成10个亿吨级、10个5000万吨级大型煤炭企业，煤炭企业的生产能力将进一步增强。
进口煤炭占比较小但增长迅速，近年来已经对国内煤炭市场形成冲击。我国的煤炭进口量2011年为1.82亿吨，是2001年的91.7倍之多。今年1至11月，煤炭净进口量约为2.45亿吨。虽然从数量上看我国大部分用煤依然来自于自己生产，但是进口煤炭对国内煤炭市场的冲击已然不可小觑。从库存数据来看，年初以来社会煤炭库存总量同比增速虽整体较去年有所下降但依然维持高位，显示市场消化库存压力仍然较大。图
12、我国煤炭进口量
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13、社会煤炭库存量