附件1 “十一五”国家科技支撑计划重点项目 “高效节能大型矿山成套设备研制” 课题申请指南 “十一五”国家科技支撑计划重点项目《高效节能大型矿山成 套设备研制》着重解决大型采选技术装备共性、关键性技术问题,研 究开发约20套具有推广价值的固体矿产资源高效开发所急需的高效 节能关键技术装备,包括:交流驱动大型露天矿自卸汽车、地下矿凿 岩、装药、铲运等关键设备、新型髙效破碎、磨矿、选别和脱水等选 矿关键设备,为资源高效开发提供保障 项目分解为十个课题,各课题研究时限到2010年,各课题的 研究内容和考核指标如下: 课题一高效凿岩设备的研制 、研究内容 1.智能型旋转一冲击中深孔采矿钻车:1)旋转一冲击破岩机理,冲 击与旋转能量的最佳匹配,不同岩石条件下钻进冲击能阈值研究;2) 智能型釆矿钻车控制模块研究;3)钻进过程防卡钎闭环气液控制技 术和机构研究;4)自动换杆系统和机构研究;5)配套新型钎具硏制; 6)系统的可靠性分析及保障技术研究 2.全液压采矿凿岩台车:1)液压凿岩智能控制技术研究;2)软特性
4 附件 1 “十一五”国家科技支撑计划重点项目 “高效节能大型矿山成套设备研制” 课题申请指南 “十一五”国家科技支撑计划重点项目《高效节能大型矿山成 套设备研制》着重解决大型采选技术装备共性、关键性技术问题，研 究开发约 20 套具有推广价值的固体矿产资源高效开发所急需的高效 节能关键技术装备，包括：交流驱动大型露天矿自卸汽车、地下矿凿 岩、装药、铲运等关键设备、新型高效破碎、磨矿、选别和脱水等选 矿关键设备，为资源高效开发提供保障。 项目分解为十个课题，各课题研究时限到 2010 年，各课题的 研究内容和考核指标如下： 课题一 高效凿岩设备的研制 一、研究内容 1.智能型旋转—冲击中深孔采矿钻车：1）旋转—冲击破岩机理，冲 击与旋转能量的最佳匹配，不同岩石条件下钻进冲击能阈值研究；2） 智能型采矿钻车控制模块研究；3）钻进过程防卡钎闭环气液控制技 术和机构研究；4）自动换杆系统和机构研究；5）配套新型钎具研制； 6）系统的可靠性分析及保障技术研究。 2.全液压采矿凿岩台车：1）液压凿岩智能控制技术研究；2）软特性
自动防卡杆技术研究;3)有线远程电液比例控制技术研究;4)机械、 液压和电子控制系统可靠性研究。 3.高气压智能化大型潜孔钻机:1)凿岩参数综合智能控制系统(DPCS 系统)研究;2)髙气压潜孔钻具研究;3)智能故障预测、预防、处 理及分析技术的研究;4)多自由度钻架结构(凿岩机械手)的研究: 5)新型盘式钻杆库的研究;6)新型的钻杆导向、防卡、接卸杆结构 的研究 二、考核指标 1.智能型旋转冲击中深孔采矿钻车:1)孔径φ55~φ79,最大钴 深30~35m;2)平均钻速为矿山现有气动凿岩设备的两倍;3)钻车 作业实现自动化。 2全液压采矿凿岩台车:1)钻孔直径φ38m~φ76m,钻孔深度25m 2)钻孔角度360°;3)凿岩速度0.3~2.0m/min 3.高气压智能化大型潜孔钻机:1)工作气压2.IMa;2)钻孔直径 0152~0220m,钻孔深度30 三、经费投入 国家投入300万元,要求申请单位配套经费不低于3300万元。 课题二大型地下铲运设备的研制 研究内容 1.无轨设备基础技术研究 2.设备关键技术研究; 3.工作机构优化设计和关键零部件的设计;
5 自动防卡杆技术研究；3）有线远程电液比例控制技术研究；4）机械、 液压和电子控制系统可靠性研究。 3.高气压智能化大型潜孔钻机：1）凿岩参数综合智能控制系统（DPCS 系统）研究；2）高气压潜孔钻具研究；3）智能故障预测、预防、处 理及分析技术的研究；4）多自由度钻架结构（凿岩机械手）的研究； 5）新型盘式钻杆库的研究；6）新型的钻杆导向、防卡、接卸杆结构 的研究。 二、考核指标 1.智能型旋转—冲击中深孔采矿钻车：1）孔径 φ55～φ79，最大钻 深 30～35m；2）平均钻速为矿山现有气动凿岩设备的两倍；3）钻车 作业实现自动化。 2.全液压采矿凿岩台车：1）钻孔直径 φ38mm～φ76mm，钻孔深度 25m； 2）钻孔角度 360°；3）凿岩速度 0.3～2.0m/min。 3.高气压智能化大型潜孔钻机：1）工作气压 2.1Mpa；2）钻孔直径 Ø152～Ø220mm，钻孔深度 30m。 三、经费投入 国家投入 300 万元, 要求申请单位配套经费不低于 3300 万元。 课题二 大型地下铲运设备的研制 一、研究内容 1.无轨设备基础技术研究； 2.设备关键技术研究； 3.工作机构优化设计和关键零部件的设计；
4.利用人机工程学理论和计算杋模拟技术对整机布置和驾驶室系统 进行设计和仿真,提高设备操作安全性和舒适性 5.4~6m3大型柴油铲运机和25t地下低污染自卸汽车的开发。 考核指标 1.大型地下铲运机:1)额定斗容46m3:2)额定载重:912吨 2大型地下低污染自卸汽车:1)额定载重能力25吨,与46m3铲运 机配套;2)爬坡能力≥25% 三、经费投入 国家投入320万元,要求申请单位配套经费不低于3500万元 课题三交流电机驱动百吨级矿用自卸汽车 一、研究内容 1.强度车架的研究设计,满足各种恶劣工况条件下的工作需求 2.可靠的行车制动、停车制动和紧急制动系统,确保行驶安全; 3.灵活、轻便、可靠的液压转向系统和整车液压系统 4.独立前悬及电动轮后桥 5.由柴油机到交流发电机再到交流电动机的能量转换控制; 6.交流电动轮车辆的行驶过程控制 、考核指标 与小型液力机械车型相比可以节约开采成本25%,与直流电机驱动 的车相比可以提高效率7%;同时提高使用寿命。 三、经费投入 国家投入180万元,要求申请单位配套经费不低于2000万元
6 4.利用人机工程学理论和计算机模拟技术对整机布置和驾驶室系统 进行设计和仿真，提高设备操作安全性和舒适性； 5.4~6m3 大型柴油铲运机和 25t 地下低污染自卸汽车的开发。 二、考核指标 1.大型地下铲运机：1）额定斗容 4~6m3；2）额定载重：9~12 吨。 2.大型地下低污染自卸汽车：1）额定载重能力 25 吨，与 4~6m3 铲运 机配套；2）爬坡能力≥25%。 三、经费投入 国家投入 320 万元，要求申请单位配套经费不低于 3500 万元。 课题三 交流电机驱动百吨级矿用自卸汽车 一、研究内容 1.强度车架的研究设计，满足各种恶劣工况条件下的工作需求； 2.可靠的行车制动、停车制动和紧急制动系统，确保行驶安全； 3.灵活、轻便、可靠的液压转向系统和整车液压系统； 4.独立前悬及电动轮后桥； 5.由柴油机到交流发电机再到交流电动机的能量转换控制； 6.交流电动轮车辆的行驶过程控制。 二、考核指标 与小型液力机械车型相比可以节约开采成本 25%，与直流电机驱动 的车相比可以提高效率 7%；同时提高使用寿命。 三、经费投入 国家投入 180 万元，要求申请单位配套经费不低于 2000 万元
课题四关键配套采矿设备的研制 研究内容 1.地下无轨服务设备:1)设备关键技术研究;2)机构运动学和动力 学研究及优化设计;3)柔性快速装卸机构的设计;4)通用底盘的研 制和工作装置的模块化设计。 2.地下中深孔装药台车:1)输药管自动送、收机构的研究:2)返药 控制技术的研究;3)工作机构设计研制;4)承载底盘设计研究 3.高效安全乳化炸药现场混装技术与装备:1)常温快速即时敏化乳 胶基质配方与生产工艺的研究与确定;2)高粘度乳胶基质在小直径 软管内低阻力长距离输送技术;3)乳胶基质与敏化剂即时静态混合 装置研究;4)乳胶基质输送软管自动送管退管系统硏究;5)乳胶基 质与敏化剂定量匹配、装药量精确控制、安全保护等自动控制系统研 究;6)液压动力系统及装药车整车结构设计研究 考核指标 1.地下无轨服务设备:1)有效载重≥6000Kg;2)最大爬坡能力25%; 2.地下中深孔装药台车:1)装填深度>30m;2)全方位装填;3)返 药率<5% 3.高效安全乳化炸药现场混装技术与装备:1)乳胶基质安全性指标: 摩擦感度%、撞击感度0%、无雷管感度、热感度合格;2)现场混装 乳化炸药性能指标:密度0.95~1.25g/cm3、爆速4000~500m/s、 传爆长度≥6m、临界直径≥32m;3)装药及爆破指标:装药速度 10^80kg/min;装药量误差≤2%;装药深度:下向孔≥80m、水平孔
7 课题四 关键配套采矿设备的研制 一、研究内容 1.地下无轨服务设备：1）设备关键技术研究；2）机构运动学和动力 学研究及优化设计；3）柔性快速装卸机构的设计；4）通用底盘的研 制和工作装置的模块化设计。 2.地下中深孔装药台车：1）输药管自动送、收机构的研究；2）返药 控制技术的研究；3）工作机构设计研制；4）承载底盘设计研究 3.高效安全乳化炸药现场混装技术与装备：1）常温快速即时敏化乳 胶基质配方与生产工艺的研究与确定；2）高粘度乳胶基质在小直径 软管内低阻力长距离输送技术；3）乳胶基质与敏化剂即时静态混合 装置研究；4）乳胶基质输送软管自动送管退管系统研究；5）乳胶基 质与敏化剂定量匹配、装药量精确控制、安全保护等自动控制系统研 究；6）液压动力系统及装药车整车结构设计研究。 二、考核指标 1.地下无轨服务设备：1）有效载重≥6000Kg；2）最大爬坡能力 25%； 2.地下中深孔装药台车：1）装填深度>30m；2）全方位装填；3）返 药率<5% 3.高效安全乳化炸药现场混装技术与装备：1）乳胶基质安全性指标： 摩擦感度 0%、撞击感度 0%、无雷管感度、热感度合格；2）现场混装 乳化炸药性能指标：密度 0.95～1.25 g/cm3、爆速 4000～5000m/s、 传爆长度≥6m、临界直径≥32mm；3）装药及爆破指标：装药速度 10~80kg/min；装药量误差≤2％；装药深度：下向孔≥80m、水平孔
≥50m、上向孔≥40m;装药返药率0%;炮孔利用率95~100% 、经费投入 国家投入350万元,要求申请单位配套经费不低于3800万元。 课题五煤矿复杂条件的综放工作面关键设备研究 、研究内容 开展在大倾角、仰采、松软煤层等复杂条件下实现放顶煤开采的 综放工作面关键设备技术研究,采用虚拟样机设计技术开展复杂条件 的综放工作面关键设备液压支架的设计研究。研究液压支架的整体设 计技术、快速移架技术、防倒防滑技术及对前后部输送机防滑锚固技 术、顶煤控制及防片帮技术,优化放煤杋构,提髙放煤速度和煤炭回 收率。研究综放工作面设备配套的基本原则与优化方法,构建综放设 备选型配套专家知识库,形成复杂条件综放工作面成套技术 二、考核指标 构建液压支架设计的虚拟样机开发平台环境,建立液压支架 的虚拟样机模型。 2、研制适用于复杂条件综放工作面的液压支架,煤层工作面倾 角达45°,走向倾角达20°;支架循环工作时间<10s/架;工作阻力 大于6500kN;与相关设备优化配套,工作面单产达400万吨 、建立一个应用示范基地 4、开发一套支持复杂条件综放工作面设备配套和优化设计的支 撑软件 、经费投入 国家投入300万元,要求申请单位配套经费不低于3300万元
8 ≥50m、上向孔≥40m；装药返药率 0％；炮孔利用率 95～100%。 三、经费投入 国家投入 350 万元，要求申请单位配套经费不低于 3800 万元。 课题五 煤矿复杂条件的综放工作面关键设备研究 一、研究内容 开展在大倾角、仰采、松软煤层等复杂条件下实现放顶煤开采的 综放工作面关键设备技术研究，采用虚拟样机设计技术开展复杂条件 的综放工作面关键设备液压支架的设计研究。研究液压支架的整体设 计技术、快速移架技术、防倒防滑技术及对前后部输送机防滑锚固技 术、顶煤控制及防片帮技术，优化放煤机构，提高放煤速度和煤炭回 收率。研究综放工作面设备配套的基本原则与优化方法，构建综放设 备选型配套专家知识库，形成复杂条件综放工作面成套技术。 二、考核指标 1、构建液压支架设计的虚拟样机开发平台环境，建立液压支架 的虚拟样机模型。 2、研制适用于复杂条件综放工作面的液压支架，煤层工作面倾 角达 45°，走向倾角达 20°；支架循环工作时间<10s/架；工作阻力 大于 6500kN；与相关设备优化配套，工作面单产达 400 万吨。 3、建立一个应用示范基地。 4、开发一套支持复杂条件综放工作面设备配套和优化设计的支 撑软件。 三、经费投入 国家投入 300 万元，要求申请单位配套经费不低于 3300 万元