綜采機電設備在煤礦生產中發(fā)展趨勢探討

[摘 要]隨著科學技術的不斷發(fā)展，煤礦的機械化程度也越來越高，所以煤礦機電設備也在煤礦中的地位和作用日顯突出，在礦井生產中的比重也越來越高。本文就綜采煤礦機電設備進行簡單介紹。

[關鍵詞]綜采機械；液壓支架；采煤機；輸送機

中圖分類號：C93 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0232-02

綜采技術是我國煤炭行業(yè)的一次技術革命，其技術的采用從根本上改變了現(xiàn)今煤炭工業(yè)的面貌，導致的最直接的效果是：煤炭的開采方法發(fā)生了巨大變化， 各煤礦的生產能力和工作效率急劇增長，煤礦的工作環(huán)境和安全問題得到了較大的改善。從20 世紀80 年代起， 經過30 多年的不懈努力，我國的綜采技術得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應用，取得了巨大的成就。煤炭的生產能力得到了巨大的提升，綜采技術也進一步成熟，部分煤礦采用先進的綜采工作面技術已達到或接近世界領先水平。而綜采過程中使用的綜采機電設備， 其發(fā)展直接影響著煤礦能否高產高效。我國目前采用的綜采機電設備的產品生命周期、質量、科學管理、高新技術利用等方面與國外先進國家相比，仍存在著較大的差距。

1 我國煤礦主要綜采機電設備發(fā)展歷程及技術成果

第1階段主要發(fā)生在20世紀70年代。通過大量的技術攻關，我國先后研制開發(fā)出節(jié)式、垛式、掩護式和支撐掩護式的各類液壓支架，同時與液壓支架相關的立柱油缸、支架閥類、密封件和高壓油管等方面的技術也得到了巨大的提高，使我國采煤用液壓支架實現(xiàn)了從無到有，達到了基本工作要求。

這個時期，先后研制出垛式、節(jié)式、掩護式和支撐掩護式支架，同時集中力量對支架閥類、立柱油缸、密封件和高壓膠管等進行攻關研究，使我國液壓支架從無到有，實現(xiàn)了“頂?shù)米?、走得動”的基本要求。采煤機主要有：DY-100及DY-150型單滾筒采煤機和MD-150型及MLS-170型雙滾筒采煤機，其主要特點是裝機功率小、有鏈牽引，輸出功率小、牽引速度低，自開缺口差，工作可靠性差。刮板輸送機主要為SGW-150 型邊雙鏈刮板輸送機。

第2階段主要在20世紀80年代，隨著世界各國綜采技術的極大發(fā)展，我國在消化和吸收外國先進綜采技術的同時，也積極地進行綜采機電設備技術的開發(fā)，從設備的基本設計、具體制造、日常檢測和生產使用等方面對液壓支架的基本架型、主要結構、工作阻力和系統(tǒng)控制等進行研究和探索，取得了一定的成果，此時綜采技術開始在全國各煤礦大面積地進行推廣應用。

這個時期，在國內研究攻關的基礎上，通過對引進國外支架技術的消化吸收，從設計、制造、檢測和使用等各個方面對液壓支架的架型、工作阻力、結構和控制系統(tǒng)等進行了大量的實踐和研究探索，自主開發(fā)了適應不同地質條件和采煤方法的各種不同的液壓支架，主要有ZY 及QY 系列、ZYZ 及ZYQ 系列、大采高液壓支架、薄煤層支架、大傾角液壓支架、鋪網液壓支架等，可以說我國液壓支架的多樣性是世界上最豐富的。

采煤機主要有：MG-300W、MXA -300/3.5、AM-500 型雙滾筒采煤機，其主要特點是：無鏈牽引的推廣應用，使采煤機工作平穩(wěn)、使用安全，元部件研制和加工技術的提高，促使采煤機土作可靠性大大提高。我國的輸送機基本形成了槽寬為730mm和764mm 兩種系列、多種型式這樣的格局。

第3階段20世紀90年代開始至今，隨著科學技術的發(fā)展， 煤礦綜采設備和技術得到了完善、改進和創(chuàng)新，高產高效的綜采工作面和礦井得到大量的建設。

這一階段，液壓支架的計算機輔助設計、手動快速移架和大流量供液系統(tǒng)的實現(xiàn)及高穩(wěn)定和高可靠性支架的成功研制，為我國煤礦的高產高效創(chuàng)造了基本的條件。此階段，我國煤礦采用的放頂煤技術達到了世界領先水平，其采用的放頂煤液壓支架大都是四柱低位放頂煤支架，主要有三大類：①輕型單擺桿放頂煤液壓支架，其典型代表有ZF2600/16/24B 等； ②四柱支撐掩護式低位小插板放頂煤液壓支架，主要類型有ZFS6200/18/35 等；③四柱反四連桿低位大插板放頂煤液壓支架，基本類型有ZFSB4200/17/28 等采煤機主要有MG 系列型雙滾筒采煤機，其主要特點是采用多電機驅動橫向布置的總體結構，全部實現(xiàn)電牽引，液壓緊固技術的成功研制和使用。輸送機主要研制了SGZ880/800 型整體鑄焊溜槽、交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C和可伸縮機尾調鏈的SGZ96O/750 和SGZ900/750 型刮板輸送機。

2 我國主要綜采機電設備發(fā)展存在的問題

隨著科學技術的快速發(fā)展，我國各礦業(yè)集團的主要綜采機電設備也得到了較大的發(fā)展，但與國外采用的先進綜采機電設備相比，還存在較大的差距，目前主要存在的問題有以下幾個方面：

（1）綜采機電設備零部件的標準化、規(guī)范化不足。由于各零部件的標準化和規(guī)范化方面存在的問題，當零部件出現(xiàn)問題時，零部件的換裝將出現(xiàn)不可避免的問題，這在很大程度上影響到了設備的整體使用壽命，在一定程度上也造成了在設備成本投入上的較大浪費， 即造成了生產成本的較大提高，降低煤礦企業(yè)的競爭力。

（2）綜采機電設備的材料、加工工藝及總體性能等落后于世界上發(fā)達國家。以綜采工作面三大件之一的液壓支架為例，先進國家已廣泛采用屈服極限為700～900 MPa的鋼板，而我國各煤礦采用的液壓支架仍然采用的是300～600 MPa左右的鋼板，在穩(wěn)定性和焊接加工工藝等方面差距還十分明顯，故部分綜采機電設備仍需進口。

（3）綜采主要機電設備部分實現(xiàn)了遠程監(jiān)控、診斷保護和自動報警等功能，但未能覆蓋大部分的機電設備。國外先進煤礦已廣泛采用了對綜采機電設備的遠程監(jiān)控等技術，覆蓋面相對廣泛，我國煤礦仍有改善提高的空間；

（4）管理綜采機電設備的人員素質有待進一步的提高。通過對我國煤礦機電方面安全事故的了解，很大部分的安全事故是由于管理操作人員的疏于檢查管理、誤操作、使用不規(guī)范等原因造成的。部分單位還存在對機電專業(yè)隊伍的人才建設投入不重視等現(xiàn)象，造成了管理操作綜采機電設備的人員隊伍的落后。

3、我國煤礦主要綜采機電設備的發(fā)展趨勢

3.1 雙滾筒采煤機

按電機類型分為直流電機驅動和交流電機驅動。而以電牽引取代液壓牽引，體現(xiàn)了新的設計思路，綜合技術水平也有了飛躍性提高。依靠科技進步、推進技術創(chuàng)新，開發(fā)高產高效礦井綜合配套技術是我國煤炭科技發(fā)展的主攻方向，根據世界采煤機發(fā)展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我國采煤機具有以下幾個方面發(fā)展趨勢。

（1）大功率、大截深電牽引采煤機采用多電機橫向布置設計方案，使機器結構布置有了新發(fā)展，此設計省去了圓弧錐齒輪，簡化了機械傳動系統(tǒng)，提高了傳動系統(tǒng)的可靠性和傳動效率，降低了制造成本，且操作簡單安全，維修方便，為大幅度提高采煤機功率創(chuàng)造了條件。

（2）大功率采煤機的工況監(jiān)測、故障診斷與控制系統(tǒng)裝備了以微電子計算機為核心的電控系統(tǒng)，采用先進的信息處理和傳感技術，對采煤機的運行工況和各種技術參數(shù)信息進行采集、處理、顯示、存儲和傳輸，并通過編程對采煤機繼續(xù)全面控制、監(jiān)測和保護，故障自動查詢診斷功能。

（3）應用高新技術，嚴格管理，提高可靠性和易維修性。

3.2 液壓支架

（1）用電液控制系統(tǒng)代替手工操作實現(xiàn)了雙向鄰架自動順序控制和在組順序控制，并能夠按照采煤機運行位置和方向實現(xiàn)全工作面液壓支架的自動控制。不僅大大提高了移駕速度，同時也可使支架對煤層頂板的支護經常處于穩(wěn)定狀態(tài)，實現(xiàn)帶壓移駕，避免對頂板和支架產生沖擊載荷，使支架受力平衡，延長使用壽命。

（3）結構、強度的改進和提高架型向掩護式、高支護強度、高工作阻力、大中心距、高穩(wěn)定性和整架重量輕，壽命長等方向發(fā)展。液壓支架技術，特別是其控制技術-電液控制系統(tǒng)的使用和推廣，為電牽引采煤機生產能力的充分發(fā)展和工作面產量的大幅度提高奠定了基礎，同時也大大減輕了工人勞動強度， 改善了安全生產條件。

3.3 工作面刮板輸送機和皮帶輸送機

（ 1 ）普遍采用十字交叉?zhèn)刃妒叫遁d裝置，具有卸載能力高、底槽回煤少、卸載高度低等特點，為實現(xiàn)大運量、低能耗及采煤機順利割通工作面創(chuàng)造條件。

（2）鏈條技術取得長足進步，鏈條尺寸不斷加大，強度不斷提高，并發(fā)展了新型鏈條。

（3）適當?shù)靥岣哝溗俨粌H有利于減小鏈條運行阻力系數(shù)，同時在槽寬一定的條件下，也有利于提高輸送機輸送量。

（4）可伸縮帶式輸送機工作面運輸巷普遍選用長距離、大運量、大功率的可伸縮帶式輸送機?？缮炜s帶式輸送機正向單點多電動機、可控驅動和監(jiān)測監(jiān)控保護系統(tǒng)齊全、自動化程度高的方向發(fā)展。

4 結語

綜采工作面的機電設備是礦井生產必不可少的工具與手段，它是實現(xiàn)礦井機械化的最基本的工具，綜采機電設備對于保障煤礦經濟效益的提高，提高綜采設備的管理水平，降低煤礦生產中的機電事故，從而保證煤礦企業(yè)安全高效的運轉起到了非常重要的作用。

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作者簡介

華二建（1981-），陜西榆林人，助理工程師，畢業(yè)于內蒙古大學，目前在神東煤炭集團設備管理中心調劑部，從事綜采工作面設備出入廠、安裝，回撤等驗收管理工作（如移變、組合開關，采煤機，支架出入廠驗收及發(fā)放）。