实施科技兴矿战略大力推进科技创新

实施科技兴矿战略大力推进科技创新2011年度科技创新成果集国投煤炭郑州能源开发有限公司2012年2月前言创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。起源于拉丁语，它原意有三层含义：第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。创新的过程，既是一个思想不断解放、知识不断更新、视野不断开阔的过程，更是一个敢于大胆质疑、善于剖析自我、乐于追求进步的过程。从国家层面来看，创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。具体到企业而言，创新是推进科学发展的不竭动力，是提高经营管理水平的强大思想武器，是构建和谐矿区的必由之路。2010至2011年，不过两年时间，创新的氛围已然形成、机制渐趋顺畅、成果日益丰富。创新已经深深根植于公司每个员工心中。无数个创新点子、170项创新成果、10多名科技创新发明先进个人，充分证明了创新的强大生命力，充分证明了“激发员工潜力”的正确性，充分证明了领导班子卓越的经营头脑。领导的重视、干部的倡导、群众的参与，为创新开辟了绿色通道。“只要不违背《煤矿安全规程》，都可以大胆地试，大胆地创，青年工程技术人员要敢于质疑！领导干部要大力支持并亲自参与进来！”“你不要想着你的想法就是唯一正确的想法！”言犹在耳，当前，我们已经尝到了管理创新带来的实惠，看到了实实在在的成效，科技创新的各种成果正在为职工群众创造更加安全、日益和谐的生产作业环境。每个人既是“两个创新”的参与者，更是创新成果的受益者。开展“两个创新”工作，项目不在于大小，关键是创新意识要强，创新思路要具体，创新效果要好。有了创新，我们想不到的事情变成了现实；有了创新，别人搞不成的事情，在我们企业就成功了。因此，唯有坚持不懈地创新，我们的企业才会发展，我们的社会才会进步，我们民族才会强盛。目录一、采煤工艺改革与创新二、掘进工艺改革与创新三、掘进、巷修支护改革与创新四、机电技术创新及应用五、运输系统创新应用六、通风系统新技术应用、七、监控系统改造八、生产辅助的研制应用九、标准化取得成效十、生活辅助改造及新技术引用十一、发明成果申报专利项目十二、积极推动企校联姻，不断加强研发能力十三、发明专利申请明细表一、采煤工艺改革与创新1、三软煤层整体顶梁组合悬移液压支架工艺的改革（见图1）2010年6月，在11111采煤工作面安装整体顶梁组合悬移液压支架140架，替换原使用的单体液压柱和π型钢梁支护形式，从安装、调试到使用一次成功。图1此项工艺的革新，在公司采煤史上具有划时代的意义，是一次重大的采煤工艺变革和创新，为公司的安全生产奠定了良好的基础，为下一步全面推行悬移液压支架提供了很好的经验。2011年3月，在13031工作面安装第二个整体顶梁组合悬移液压支架工作面，共安装75架。（见图2）图2整体顶梁组合悬移液压支架与“单体柱+π型梁”相比的优点：⑴稳定性好。由于工作面支架通过托梁系统连为一个整体，使得支架稳定性明显增强，安全性极大提高；⑵护顶面积大。标准顶梁规格为宽0.96m、长2.4m的整体箱式结构，护顶面积可达95%以上，由于对顶板实现了全封闭管理，所以在破碎顶板工作面不会出现漏顶现象，消除了顶板掉矸的不安全隐患，支护效果良好；⑶所有支柱均吊在顶梁上，消除了支柱倒翻伤人的不安全隐患；⑷工人操作舒适，视线好，有利于安全作业；⑸移架工序简单、速度快，减轻了工人劳动强度；⑹液压系统实现闭路循环，减少了乳化油的消耗，工人不湿衣服，作业环境得到改善；⑺椽子、荆芭、坑木的使用量大大减少，降低吨煤成本；⑻工作面煤炭回收率提高，延长了矿井服务年限。2、“三软”煤层机采悬移液压支架的革新与研究（见图3）2011年7月1日，在15031工作面安装了ZH2000/16/24Z机采整体顶梁组合悬移液压支架110架，并安装了MG160/375-W型液压牵引采煤机一台；工作面煤壁侧使用SGZ-630/180中双链刮板输送机运煤，工作面老塘侧使用SGZ-630/150C边双链刮板输送机运煤，总运输能力670t/h，一次试机成功。这在公司采煤史上，又是一次重大变革，历经多年的手镐落煤工艺改为机采工艺。15031采煤工作面位于15采区西翼，走向长950-1000m，倾向长82-100m，可采储量64.45万吨。属典型“三软”构造煤层，在生产过程中，存在机采工艺不熟悉、煤壁片帮、悬移支架架设不合理等问题。公司总经理组织有关人员深入现场，反复开会讨论，针对以上问题摸索出了一系列有效的办法：⑴针对底板软、推进过程中支架钻地，导致采高不够的问题，采取支柱下部加垫柱鞋、移架过程中顶梁前端加打单体柱的措施，提高支架高度；⑵针对煤壁松软易片帮的问题，采取煤壁注水、打设木锚杆、带压移架等措施，保证了煤壁的稳定；⑶将进刀方式由端头直接推入式进刀改为中部斜切进刀割煤，解决了端头挖窝影响正常循环的问题；⑷根据现场条件及煤层较厚的实际情况，优化劳动组织和作业方式，保证了正常作业循环，提高了采面回采率。经过实践，摸索出了一套可行的采煤工艺流程：注水→打木锚杆→中部斜切进刀割煤→伸出伸缩梁护顶→移前后两部刮板输送机→移架→放顶煤→推托梁→清理浮煤，完成一个循环。此项工艺的推广应用大大降低了工人的劳动强度，也对“三软”构造煤层采用整体顶梁机采工作面的推广应用积累了宝贵的经验，对我公司的采煤生产工艺改造具有跨时代的意义。图33、“三软”煤层复采工作面研究与实践12042复采工作面布置在12041采空区内，位于12轨道巷以西。工作面走向长180m，倾向长80m，采用“单体柱+π型梁”支护。工作面于2011年3月底贯通形成，可采储量15万吨，2011年5月开始回采，截止2012年1月，生产原煤13.4万吨，按600元/吨，产生效益8040万元。为切实履行好“技术部门保障安全”的职责，生产技术部收集了大量地质资料，根据12041、12051采煤工作面探煤数据，分析煤层赋存情况，进行复采设计，确定了合理的支护形式，在掘进和正常回采期间，加强现场管理，保证了正常回采。巷道掘进过程中严格按照有关规定进行探放水，回采过程中加强对工程质量的管理，工作面严禁超高采煤，严格沿煤底推采，支柱加穿柱鞋，防止支柱下钻，加强工作面两端头、上下出口和两巷超前维护，确保安全出口畅通，依据现场变化及时提出有针对性的措施。此项工艺的实践，解决了复采过程中顶板破碎、老空水防治难度大等问题，保证了采煤工作面的安全生产，获得了许多宝贵经验和技术资料，可对类似条件下的煤炭资源回收提供可靠的参考依据。目前，已探明可复采煤储量在268万吨，将有效延长矿井服务年限。二、掘进工艺改革与创新。2011年10月1日，在东皮带尾掘进成功安装了一部EBZ100E悬臂式掘进机。（见图4）悬臂式掘进机由截割部、铲板部、第一运输机、本体部、后支承部、电器系统、液压系统、水系统组成，能够实现连续切割、装载、运输作业。东皮带掘进方案是沿老空掘进，工字钢体型巷道。经过几个月的实践运行，形成了科学合理的掘进工艺流程和老空掘巷的经验。其掘进工艺流程为：机械掘进→架顶梁→伸前探梁→清理巷道浮渣→清理柱窝→站棚腿→打帮顶→进入下一循环。现掘进工艺一个循环作业时间大约1.5小时。此项工艺的推行和实践，提高了作业循环的效率减轻了工人劳动强度，增加了现场作业环境的安全性。掘进工作面实现了机械化，是公司掘进工艺改革的一座里程碑。图4三、掘进、巷修支护改革与创新1、安全装备系列化。（见图5）为了保证井下掘进工作面、巷修地点的安全生产，尤其在掘进工作面倾斜巷道与巷道维修地点施工安全。根据现场安全生产需要，采用1000mm×80mm扁铁，根据棚距，利用螺丝将其固定，将工字钢棚连接到一起，增强巷道支护强度及抗灾能力。在井下各掘进巷修地点投入使用后有效地防止了塌棚、冒顶事故。超前支护原采用的铁钎椽不能有效防止顶板冒落和新修地点稳定性，且操作繁琐，现在采用前探梁进行超前支护，可有效防止倒棚和冒顶事故。为加强扩修地点的超前支护，以前采用单根液压支柱对单棚工字钢梁进行支护，支柱支护容易松动，且稳定性不好，现改用π型梁配三根液压支柱（简称一梁三柱）进行超前支护，增加了超前支护的稳定性，防止了扩修时发生冒顶事故。目前在我们已经形成完善的掘进、巷修安全措施装备系列：(1)掘进巷道安全设施系列化包括：施工时煤层注水、超前支护使用前探梁支护护顶、支护棚梁腿用连锁片连成整体、在掘进巷道远端进行加固防止巷道变形。(2)维修巷道安全设施系列化包含：维修巷道前5米采用“单体柱+π型梁”加固、巷道支护顶部使用前探梁支护护顶、维修后支护棚梁腿用连锁片连成整体，远端用工字钢进行加固和煤层注水。实现维修、掘进作业的一体化进程，解决了维修、掘进施工地点的防冒顶、塌棚事故和维修后巷道变形快的问题，加强了支护的整体稳定性延长了维修周期。同时也使职工的作业环境得到了改善。此项措施的执行和推广应用，有效地保障了掘进和维修工作地点的安全，实现了人、机、环境的有效结合，为安全生产奠定了良好的基础。图52、支护材料改革。（见图6）⑴矿井原采用的荆笆支护形式，由于井下潮气大、不耐腐蚀，一年时间就出现大部分烂帮、烂顶。使用不燃性编织网替代原有的荆笆后，它耐腐蚀、可重复利用。减少了材料消耗，降低了生产成本。⑵粗椽杆代替细椽杆，增加了支撑强度，可重复利用，降低了材料消耗，节省了成本。利用废钢丝绳、废槽子、废油桶等制作铁椽杆和铁背板，增加支护的材料的可利用，降低生产成本的消耗。图6四、机电技术创新及应用1、主井减速器改造（见图7）2011年2月，由于煤矿主井原使用的减速机属于仿苏联卧式减速机，是洛阳矿山机械厂七十年代产品，设备陈旧老化，体积过大、噪音大、此设备服务年限过长，维修量大，维修费用高，该设备传动部位属于滑动轴承，在运行时容易产生高温，一到夏季更是难以控制，为控制减速机超温，采用4台空调对减速机实行降温，严重影响着提升设备的安全运行。确定方案后改造为XK-30型行星减速器，该减速器是目前我国新型减速器，体积小，噪音小、结构简单、维修量小、效率高，使用和维护保养方便快捷。图72、中央变电所高压开关柜升级改造（见图8）煤矿井下中央变电所原使用KYG系列的矿用一般型高压开关柜，这种高压开关柜不符合矿井应用条件，其防潮性能差，容易造成漏电、相间放电事故，不能实现井下供电分列运行。2011年2月，公司决定对井下中央变电所高压开关柜进行升级改造，采用PJG49-630/10Y型高爆开关进行代替，提出主线及联络高爆开关专项设计，并安装高爆开关定位闭锁装置，实现变电所高压设备的电器和机械双向闭锁，同时对高爆开关进行优化，在不增加硐室面积情况下，顺利完成升级改造，实现了矿井双回路的闭锁及井下供电的分列运行，保证了供电的可靠性、稳定性，为企业安全生产提供了有力的保证。图83.高效节能压风机应用（见图9）原来两台4L-20/8活塞式空气压缩机，使用年限长，耗能高，效率低。为满足井下安全生产和安全避险“六大系统”建设的需要，新引进应用一台SCR-270Ⅱ型和两台JN200-8型双螺杆空气压缩机，不仅满足安全生产需要和“六大系统”建设的要求，而且履行了中央企业节能减排的责任。图93、梭车软启动开关改造（见图10）2011年5月，矿井在西轨道和15轨道安装两部无级绳牵引梭车，运输距离分别为1100米和780米。巷道起伏变化非常大，梭车运行在半坡启动时容易造成矿车掉道很不安全。通过多次实验，对原有软启动开关进行改造，完成了西轨道梭车和15轨道梭车软启动改造。此项技术改造的成功应用，既保证梭车平稳启动，又降低启动时大电流对电网的冲击。实现了梭车的安全运行，同时为类似设备的改造奠定了良好的基础。图105、采煤工作面运输机信号系统创新（见图11）为保障机采工作面的设备运行安全，提高机采工作面作业环境的安全性，在15031煤墙侧及采煤工作面中间安装一套开机信号报警系统。由于机采工作面设备集中噪声大，技术人员和厂家结合，开发出刮板输送机开机报警信号，在运输机开机时，发出“溜子启动，注意安全”的语音警示信号，提醒作业地点的人员，避免了刮板输送机伤人。图116、MZK2L-F/S型载波信号