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一、基本信息
礦山種類：煤礦
應(yīng)用場(chǎng)景：掘進(jìn)
場(chǎng)景實(shí)例：大斷面智能快速掘進(jìn)
機(jī)器人產(chǎn)品及制造單位：智能型掘錨一體機(jī)，陜西陜煤曹家灘礦業(yè)有限公司、中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
應(yīng)用單位：陜西陜煤曹家灘礦業(yè)有限公司
二、詳細(xì)介紹
1.重點(diǎn)解決的痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題
巷道掘進(jìn)是煤炭開(kāi)采過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其主要工序包括掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸，是采煤工作的準(zhǔn)備階段，為采煤環(huán)節(jié)的運(yùn)輸、通風(fēng)、行人等提供必要通道，對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。
掘進(jìn)速度慢，采掘失衡制約礦區(qū)礦井高效生產(chǎn)。巷道掘進(jìn)環(huán)節(jié)設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化水平遠(yuǎn)落后于采煤環(huán)節(jié)，導(dǎo)致掘進(jìn)速度慢、效率低。隨著煤炭需求量的增加，回采工作面的采煤速度大大超出了巷道掘進(jìn)的速度，導(dǎo)致當(dāng)一個(gè)采煤工作面開(kāi)采結(jié)束時(shí)，無(wú)法及時(shí)進(jìn)行另一個(gè)工作面的作業(yè)，進(jìn)而出現(xiàn)減產(chǎn)、停產(chǎn)的現(xiàn)象，成為制約礦區(qū)高產(chǎn)高效的關(guān)鍵難題。
作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境存在安全隱患。巷道掘進(jìn)任務(wù)繁重，作業(yè)量大，傳統(tǒng)綜掘工藝僅在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、半機(jī)械化，其它工藝，例如礦石運(yùn)輸、支護(hù)作業(yè)等，大量依靠人工，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低。傳統(tǒng)巷道施工采用“先掘后支”的施工工序，巷道開(kāi)挖初期的圍巖處于零支護(hù)狀態(tài)，容易發(fā)生頂板垮落，增加了施工作業(yè)人員的危險(xiǎn);且掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，煤塵濃度大、噪聲強(qiáng)度高，不利于職業(yè)病的防治，同時(shí)，一旦煤塵與空氣混合形成爆炸性混合物，可能引發(fā)爆炸事故，對(duì)作業(yè)人員生命安全造成了嚴(yán)重威脅。
2.解決方案介紹
智能型掘錨一體機(jī)具備大斷面巷道“探、掘、支、運(yùn)”一次成巷、可伸縮式超大寬度截割控制、大斷面快速支護(hù)與超前鉆探、物料輸送、多機(jī)協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸一體化連續(xù)作業(yè)。
智能型掘錨一體機(jī)創(chuàng)新研發(fā)掘錨成套裝備高效自動(dòng)化支護(hù)裝置，采用機(jī)械抓手靈活切換錨桿和鉆桿，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)自動(dòng)施工;將鉆機(jī)自動(dòng)鉆孔與錨索自動(dòng)輸送、自動(dòng)安裝結(jié)合，實(shí)現(xiàn)錨索支護(hù)半自動(dòng)化。研發(fā)全斷面自適應(yīng)精準(zhǔn)截割系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)截割過(guò)程輸出電壓、電流參數(shù)，自主判斷當(dāng)前煤巖情況并及時(shí)匹配最佳的進(jìn)刀速度和進(jìn)刀量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移臂自適應(yīng)截割煤層。創(chuàng)新研制“三合一”強(qiáng)力門(mén)式支架，支撐力由傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)的200kN提高到800kN，強(qiáng)化空頂區(qū)頂板臨時(shí)支撐。研制由“全站儀+慣導(dǎo)+里程計(jì)+測(cè)距雷達(dá)”組成的多傳感器融合定位導(dǎo)向系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)顯示掘錨一體機(jī)的航向角、俯仰角、滾動(dòng)角、速度等數(shù)據(jù)信息，并在行走過(guò)程中不斷根據(jù)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整行走方向和行走距離，實(shí)現(xiàn)掘錨一體機(jī)位置的連續(xù)測(cè)量與自主糾偏，精度達(dá)到厘米級(jí)。研制“泡沫+水霧對(duì)沖+負(fù)壓”新型高效綜合除塵系統(tǒng)，通過(guò)泡沫覆蓋產(chǎn)塵點(diǎn)、水霧封閉產(chǎn)塵區(qū)、負(fù)壓吸收產(chǎn)塵面，實(shí)現(xiàn)從源頭到巷道全斷面滅塵降塵。
3.應(yīng)用推廣情況及應(yīng)用效果
智能型掘錨一體機(jī)在陜西陜煤曹家灘礦業(yè)有限公司應(yīng)用6套，從2022年1月應(yīng)用至今。應(yīng)用前，成巷周期為10個(gè)月，工作面施工人數(shù)為16-18人/班。應(yīng)用后，成巷周期縮減至4個(gè)月，采煤工作面形成周期縮短60%;工作面施工人數(shù)縮減至7-9人/班;掘支運(yùn)單排循環(huán)時(shí)間小于10分鐘，最高日進(jìn)尺101米，平均月進(jìn)尺1500米，最高月進(jìn)尺2355米，連續(xù)無(wú)故障掘進(jìn)6000米，實(shí)現(xiàn)了大斷面煤巷快速、安全、高效掘進(jìn)。
內(nèi)容來(lái)源：中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)機(jī)器人分會(huì)
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