Desaparecimento das longas tubulações subterrâneas de fornecimento de fluido, eliminação da poluição ambiental e redução de mais de 30% no consumo de energia — o novo suporte hidráulico unitário inteligente e ecológico sobre esteiras para mineração, desenvolvido conjuntamente pelo Instituto de Pesquisa nº 704 da China State Shipbuilding Corporation e pela Shanxi Pingyang Heavy Industry Machinery Co., Ltd., superou, em seis meses, a transição da pesquisa de tecnologias-chave para a produção do protótipo. Com as três principais inovações de "acionamento elétrico, alta integração e inteligência ecológica", o equipamento de suporte para minas de carvão avança do modelo tradicional de "acionamento por estação de bombeamento centralizada e auxílio manual no transporte" para a era inteligente de "deslocamento autônomo e controle remoto".

Os "três grandes problemas" da estação de bombeamento centralizada

O suporte hidráulico unitário é um equipamento-chave para o suporte em minas de carvão, utilizado principalmente para sustentar e controlar o teto, proteger as galerias e garantir a segurança fundamental no local de operação.

Na maioria das minas subterrâneas chinesas, os suportes unitários há muito adotam o modelo tradicional de fornecimento centralizado de fluido por uma estação de bombeamento central, exigindo a instalação de tubulações de fornecimento de fluido que se estendem por quilômetros, desde a superfície ou as paredes das galerias. Este projeto apresenta três desvantagens persistentes e de difícil resolução: alto consumo de energia (grandes perdas de pressão devido ao transporte de longa distância), baixa eficiência (o deslocamento do suporte requer auxílio de equipamentos externos para transporte, limitando severamente a continuidade da escavação e extração) e grave poluição ambiental (vazamentos nas tubulações de alta pressão e infiltrações de óleo hidráulico são recorrentes).

Mais importante, este modo de operação "semifixado" mantém os mineiros em um estado de trabalho físico intenso por longos períodos, tornando-se um gargalo crucial que impede o desenvolvimento da mineração de carvão em direção à automação não tripulada.

Três avanços tecnológicos: Superação de quatro gargalos da indústria em seis meses

Pacote de potência integrado — Eliminação da "trança" de fornecimento de fluido de longa distância

A inovação mais fundamental do novo suporte reside no seu pacote de potência (sistema cinético) integrado.

A equipe miniaturizou e integrou todos os componentes funcionais essenciais dos sistemas tradicionais de fornecimento centralizado de fluido — como estações de bombeamento hidráulico, grupos de válvulas de controle, acumuladores e tanques de óleo — no espaço estrutural do próprio suporte. Isso significa que cada suporte é uma unidade de trabalho independente, não dependendo mais da estação de bombeamento centralizada e das longas tubulações de fornecimento de fluido, eliminando completamente as fontes de poluição ambiental nas frentes de lavra e escavação.

Acionamento independente elétrico — Redução de mais de 30% no consumo de energia

Nos sistemas tradicionais de acionamento hidráulico, o transporte de longa distância resulta no desperdício de grande quantidade de energia na forma de perdas de pressão e calor. Com o acionamento independente elétrico, o caminho de transmissão de energia entre a fonte de potência e o atuador é drasticamente encurtado, reduzindo o consumo de energia em mais de 30%. Simultaneamente, a velocidade de resposta e a confiabilidade do sistema são significativamente melhoradas.

Deslocamento autônomo com controle remoto — De "trabalho físico intenso" a "controle remoto"

No modelo tradicional, o deslocamento dos suportes requer transporte auxiliar manual, o que não só impõe uma enorme carga de trabalho físico, mas também apresenta riscos de segurança, como esmagamento, deslizamento e outras colisões entre homem e máquina.

O novo suporte atualiza o transporte passivo para controle remoto, permitindo que os operadores realizem, a partir de uma área segura e com um controle remoto, todas as operações de suporte, como deslocamento, elevação e sustentação do suporte de forma independente. Isso evita fundamentalmente o risco de contato homem-máquina, promovendo a transformação da indústria de alto risco para um modelo mais seguro e humanizado.

Eficiência da inovação: Dupla propulsão "pesquisa + manufatura"

A Hengtuo Hydraulic Company, afiliada ao Instituto nº 704 e encarregada deste desenvolvimento, juntamente com a Shanxi Pingyang Heavy Industry, em conformidade com o plano de desenvolvimento estratégico diversificado do CSSC, formou uma equipe integrada de projeto conjunto para o produto (IPT).

A Hengtuo Hydraulic aproveitou suas vantagens tecnológicas centrais nos campos de controle servo-hidráulico e sistemas integrados de atuação, enquanto a Pingyang Heavy Industry se baseou em décadas de experiência em pesquisa, desenvolvimento e fabricação de suportes hidráulicos para mineração. Através do esforço bidirecional de pesquisa + manufatura, uma série de trabalhos, desde a inspeção de campo, pesquisa de tecnologias-chave, até a produção e teste do protótipo, foi concluída em apenas seis meses.

Essa eficiência é relativamente rara na história do desenvolvimento de grandes equipamentos tecnológicos na China, demonstrando a força técnica abrangente do CSSC nas duas grandes áreas de controle hidráulico e fabricação de maquinário pesado.

Três perspectivas de aplicação

Mineração inteligente em poços profundos: A mineração em poços profundos enfrenta múltiplos desafios, como alta pressão do solo, alta temperatura do solo e transporte de longa distância. A eficiência dos sistemas hidráulicos tradicionais de bombeamento centralizado diminui drasticamente com o aumento da profundidade. O suporte unitário com acionamento elétrico independente oferece uma nova solução de suporte para a escavação e lavra inteligentes em poços de mil metros de profundidade.

Construção de minas de carvão verdes: Elimina completamente as fontes de poluição por vazamento de óleo hidráulico e reduz o consumo de energia em mais de 30%, transformando a etapa de suporte das frentes de lavra de "alta poluição" para "zero emissões".

Frentes de lavra não tripuladas: O controle remoto combinado com o deslocamento autônomo elimina a necessidade de pessoal permanecer em áreas perigosas para operações de suporte, fornecendo infraestrutura crítica para a verdadeira realização de "supervisão com pessoal presente, operação não tripulada" nas frentes de lavra e escavação.