難采煤層的采煤機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

孫玉成

摘 要:目前,全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長,能源消費(fèi)也持續(xù)增高,2009年國際能源機(jī)構(gòu)發(fā)布了《2009世界能源展望》,報(bào)告認(rèn)為:從2007年到2030年,世界一次能源需求量將會(huì)以每年1.5%的速度保持持續(xù)增長。本文旨在能源市場蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下,針對(duì)難采煤層的采煤機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢發(fā)表一些個(gè)人觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:難采煤層采煤機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào):TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(c)-0069-01

1 我國采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展歷史回顧

我國采煤機(jī)技術(shù)的起步始于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)我國的采煤工藝主要以炮采為主,也有少數(shù)的煤礦采用蘇聯(lián)進(jìn)口的機(jī)器為主要工具,但是生產(chǎn)效率都較為低下。因此,我國科技人員開始展開調(diào)查研究,在1963年,我國設(shè)計(jì)出了第一臺(tái)以渦旋滾筒為工作機(jī)構(gòu)的采煤機(jī)。自此,我國的采煤機(jī)技術(shù)跨入了一個(gè)新的領(lǐng)域。經(jīng)過多次的試驗(yàn)和改進(jìn)后,在1997年,我國的山東肥城查莊煤礦連續(xù)七個(gè)月的月產(chǎn)超過3萬T。自此之后,我國的采煤機(jī)技術(shù)逐漸進(jìn)入到了引進(jìn)、研制、仿制的階段。

1980年,我國將采煤機(jī)技術(shù)的相關(guān)問題提到了日程上,并在1980年,在我國的上海舉行的莘莊會(huì)議上,采煤機(jī)技術(shù)的研發(fā)達(dá)到了一個(gè)高潮,在國家科技委員會(huì)的大力支持下,將采煤機(jī)技術(shù)列入到了“六五”期間國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。就采煤機(jī)技術(shù)特點(diǎn)來講,相對(duì)起步時(shí)期已是一個(gè)很大的跨越了。采煤機(jī)技術(shù)的提升主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:牽引力和牽引速度有了提升;無鏈牽引結(jié)構(gòu)更加安全、可靠;元部件的可靠程度也有所增加;采用縱向布置方式,使整體結(jié)構(gòu)更加牢靠。

我國自20世紀(jì)80年代開始,一直到20世紀(jì)90年代中期,采煤機(jī)技術(shù)的開發(fā)研究一直處于一個(gè)繁榮的時(shí)期。在這段時(shí)間中,我國在發(fā)展縱向布置采煤機(jī)系列的同時(shí),還研發(fā)出了第一臺(tái)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置框架式結(jié)構(gòu)的新型采煤機(jī)。該采煤機(jī)的技術(shù)較以前都有了很大程度的提升,例如該采煤機(jī)的截割電機(jī)橫向布在搖臂之上,搖臂與機(jī)身間沒有動(dòng)力的傳遞,改變了原來螺旋傘齒輪和橫穿機(jī)身的同軸結(jié)構(gòu),安全系數(shù)有了提高。

自20世紀(jì)80年代中期到現(xiàn)在,我國已經(jīng)步入了電牽引采煤機(jī)的蓬勃發(fā)展階段,采煤機(jī)技術(shù)也較以前有了一定程度的提高,且有較廣的發(fā)展空間。

2 我國難采煤層的采煤機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析

據(jù)調(diào)查顯示,我國煤炭資源大部分都埋藏的較深,都約在600米以上。埋藏深度在600～1000m的約有20%,1000～1500m的約占25.1%,1500～2000m的約為28.1%。這種情況是由我國的成煤條件和多種地質(zhì)因素造成的。由于我國薄煤層和中厚煤層占多數(shù),因此,我國對(duì)難采煤層的采煤機(jī)技術(shù)的研究是迫在眉睫的。“十一五”期間,我國采煤機(jī)制造企業(yè)就如何更好的發(fā)展我國的難采煤層的采煤機(jī)技術(shù),提出了大采高和薄煤層的總方向。

2.1 薄煤層采煤機(jī)

這種采煤機(jī)的需求市場較為廣闊。在“十一五”期間,我國研發(fā)出了具有過夾矸的大功率薄煤層的采煤機(jī),該采煤機(jī)的最大功率為925kW,為難采煤層的采煤工作提供了安全保障。

2.2 一次采全高高產(chǎn)高效采煤機(jī)

目前,我國已經(jīng)具有成熟的技術(shù)和設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)厚煤層一次性采全高。我國目前采煤機(jī)技術(shù)一次采全高可達(dá)到6.5m,功率最大為2550kW,年產(chǎn)600Wt的目標(biāo)也具有了實(shí)現(xiàn)性。

2.3 信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用

信息技術(shù)在我國采煤機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用,在“十一五”期間,采煤機(jī)的智能化水平成為了我國采煤機(jī)的重點(diǎn)發(fā)展方向。目前,我國采煤機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程職能監(jiān)測,在采煤機(jī)工作的過程中,各項(xiàng)工作和數(shù)據(jù)情況都可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛娴挠?jì)算機(jī)上,有利于工作人員對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷,為采煤工程中安全提供了良好的保障。另外,將信息技術(shù)運(yùn)用到采煤機(jī)工作中,使得采煤機(jī)具有采煤機(jī)記憶截割功能,此項(xiàng)功能是指在在煤層起伏不大的情況下,可以通過此項(xiàng)功能,實(shí)現(xiàn)一些操作,例如調(diào)高等,這對(duì)我國采煤機(jī)技術(shù)的研發(fā)也是一種進(jìn)步。

3我國難采煤層采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

3.1 薄煤層采煤機(jī)

我國在“十一五”期間已經(jīng)研制出了適用于薄煤層開采的采煤機(jī),但是此類采煤機(jī)的開采方式還不夠先進(jìn),“十一五”期間研制出的采煤機(jī)采用的技術(shù)大都為液壓牽引方式或是非機(jī)載形式,而近幾年我國研制出了利用機(jī)載交流變頻電牽引技術(shù)的采煤機(jī),此種技術(shù)相對(duì)以前來講,技術(shù)的先進(jìn)程度有了一定的提高,但是對(duì)這種技術(shù)的研究和應(yīng)用不具有系列化,其牽引強(qiáng)度和截割技術(shù)都還不夠成熟。總之,我國薄煤層采煤機(jī)技術(shù)較以前來講,已經(jīng)有了很大程度的提高,但是也有不夠完善的地方,材料和工藝對(duì)采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展制約力還較大,導(dǎo)致薄煤層采煤機(jī)不足以滿足煤礦生產(chǎn)的需求。

3.2 急傾斜煤層采煤機(jī)

急傾斜煤層采煤機(jī)的應(yīng)用大多是在我國的南部煤層開采中,由于我國南部的煤層條件較為復(fù)雜,多為高瓦斯、傾斜角度較大的煤層礦井,而目前我國的采煤機(jī)大多適宜的角度為45°左右。因此,個(gè)人認(rèn)為,急傾斜煤層采煤機(jī)是未來我國南部煤層采煤機(jī)的主要研究發(fā)展方向之一。

3.3 大功率高產(chǎn)高效采煤設(shè)備

煤炭生產(chǎn)和開采目前正處于繁榮時(shí)期,未來也會(huì)繼續(xù)蓬勃發(fā)展的。我國煤炭的勘探范圍正在不斷的擴(kuò)大,根據(jù)我國煤炭勘測調(diào)查顯示:煤層厚度≥7m的煤層數(shù)量不斷增加,這也就意味著,對(duì)我國大功率高產(chǎn)高效的采煤設(shè)備的要求不斷提高,需求量也不斷的增加。因此,大功率（≥3000kW）高產(chǎn)高效的采煤設(shè)備的研究必然會(huì)成為我國采煤機(jī)技術(shù)未來研究的重要方向之一。

3.4 少人、無人工作面采掘成套設(shè)備

目前,我國煤礦井下生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化的程度正逐漸的提高,為了能夠更好的保證煤礦生產(chǎn)的安全,自動(dòng)化、智能化的采煤機(jī)被列為了“十二五”期間采煤機(jī)發(fā)展研究的主要方向之一。如果一個(gè)工作面的采掘設(shè)備的操作人員不高于四人,那么煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)也會(huì)隨之提升一個(gè)檔次。因此,我認(rèn)為少人、無人工作面采掘成套設(shè)備是我國未來采煤機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。

4 結(jié)論

綜上所述,經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的開發(fā)研究,目前我國的采煤技術(shù)已經(jīng)日益成熟。但是,站在國際角度來看,我國的采煤技術(shù)和國際的采煤技術(shù)還存在著一定的差距。經(jīng)過上文的分析,我們不難看出,只有在采煤機(jī)技術(shù)上不斷的研究、發(fā)展,才能夠?qū)崿F(xiàn)真正的突破,帶領(lǐng)我國的難采煤層開采行業(yè)走入一個(gè)新的階段,引領(lǐng)我國煤炭開采行業(yè)繼續(xù)蓬勃發(fā)展。

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