我國采煤裝備發展現狀

尚建榮

(山西蘭花科創伯方煤礦分公司,山西高平 048411)

我國采煤裝備發展現狀

尚建榮

(山西蘭花科創伯方煤礦分公司,山西高平 048411)

煤礦開采是煤礦生產的重要環節,先進高效的采煤裝備則是提高煤礦效率、降低成本和保證安全的核心方法。指出了我國采煤裝備在可靠性、穩定性、工作效率、大型化和智能化等方面的不足及其原因。詳細介紹了我國在刮板輸送機智能化、采煤機智能化、液壓支架大型化、成套裝備關鍵技術、遠程遙控采煤、采煤裝備融資租賃等方面取得的成績。

采煤裝備 采煤機 液壓支架 輸送機 智能化

“十一五”以來，國家以大基地、大集團、大煤礦建設以及淘汰落后產能為重要抓手，加快推進煤炭產業結構調整。2012年以來，我國煤炭需求總量減緩，煤炭價格呈現下行趨勢。在這樣一種形勢下，煤炭生產企業更多地把工作重心放在如何提高效率、降低成本和保證安全三大問題上。而先進高效的煤礦機械設備能促進新技術、新工藝的衍生，也是解決這三大問題的核心方法之一，因此步入歷史上最好的發展階段。

1 采煤裝備發展現狀

我國鼓勵煤炭機械制造企業由單機制造為主向系統集成為主轉變，并引導專業化零部件生產企業向專精特方向發展，以技術裝備水平的提高，支撐中型煤礦機械化程度提升。但當前我國煤炭機械裝備制造水平與煤炭工業整體發展要求相比，存在著裝備水平發展滯后的問題。特別是具有自主知識產權的大型綜采設備的制造設計、高強度材料、加工工藝和關鍵質量指標等方面，同國際先進水平還存在不小差距。

首先，可靠性差、穩定性差、效率低。雖然中國制造的采礦設備在參數和應用方面與國外產品相差不大，但在現場使用的可靠性和適應性方面卻差距較大。

其次，大型化程度較低。隨著我國煤炭資源整合力度加大，開采規模擴大，煤礦的大型化開采已成趨勢，但國內采煤設備的大型化并不理想。

最后，智能化水平較低。國外采礦設備的智能化作業質量和效率，是中國無法相比的。

究其根源主要有以下三個方面:一是知識產權保護力度不夠，創新和研發環境欠缺，企業和個人缺乏積極性。二是激勵機制不夠，創新精神缺乏。三是對煤礦設備的理解過于局限。采煤設備不僅僅是設備本身的性能問題，更重要的使命是為用戶提供個性化的最終解決方案，涉及到生產線的成本控制、工期控制和工程預期收益的達成。這需要包括財務、管理、技術等多方面的配合才能有效完成，這對中國的礦機行業形成了更大的挑戰。

2 主要采煤裝備取得的成就

2.1 刮板輸送機智能化

天地奔牛集團研制的智能刮板輸送機為世界首套智能控制大型刮板輸送機，并實現皮帶機、采煤機等采掘系統的雙向協同作業，整體技術指標達到國際先進水平。它具備煤量感應鏈速控制、全范圍變頻調速、工作面條件及采煤機狀態的變速決策系統以及停機松鏈保護等創新功能。與傳統機型相比，具有節能降耗、高可靠性、長壽命的優勢，可用于我國年產200萬噸至1200萬噸的骨干煤礦的綜采、綜放工作面生產，對煤炭高效清潔開采和提升我國煤礦機械裝備水平具有重要意義。

2.2 采煤機在智能化、機身低方面獲重大突破

太重煤機公司成功研制智能型電牽引采煤機，功率達2660千瓦，可實現煤巖識別、遠程集中控制等現代化智能功能，標志著我國向最終實現無人采煤工作面邁出了重要一步。雞西煤機公司研制的MG350/811-MD型采煤機具有整機重量大、裝機功率大、機面高度低、過煤空間大、穩定性好、采煤效率高等特點，可實現故障診斷、人機交互對話、記憶分割、分段遙控等功能，已達到國際先進水平。天地科技上海分公司與神華寧煤集團共同研制的MG750/1920-WD型電牽引采煤機，大大提高了采煤機在特殊條件下的適應能力。解決了傾斜厚煤層中大自重傾斜采煤機左右牽引負荷不平衡、啟動下滑和溜坡等關鍵技術難題，使大功率采煤機的工作面最大傾角由目前的15°增大到35°。

據統計，我國超過85%的礦區均有薄煤層(1.3米以下)分布，可采儲量約為60多億噸，占總可采儲量的19%。由于薄煤層開采難度大，投入產出低，一直被認為是“雞肋”，許多煤礦都將薄煤層擱置。這不僅造成煤炭資源浪費，還留下不少安全隱患。三一國際自主研制的400B系列薄煤層采煤機，具有采高最低、自動化程度最高的特點，是世界上最短機身的采煤機。與國內外同類產品比較，具有截割密度大和自動化智能化程度高等優勢，進一步提高了設備的適應性和抗振能力。西安煤礦機械公司聯合陜煤黃陵礦業公司最新研制的MG2×200/925-AWD型采煤機，集成國內先進的抗干擾技術、總線技術、控制技術和數據雙向通訊技術等工藝，具有井下通訊、定位、監視和控制系統操縱采煤機設備等功能，提高了采煤安全系數和生產效率，滿足了自動化礦井對較薄煤層工作面采煤機開采的要求。

2.3 液壓支架大型化

神華神東煤炭集團與鄭州煤機共同研制開發的國內首套架寬2050毫米、工作阻力18000千牛的3.9米放頂煤液壓支架，由電液控制系統、噴霧系統、數據傳輸裝置、主供回液系統、負壓除塵系統、數據上傳系統等組成，是目前國內3.9米放頂煤液壓支架中工作阻力和單臺寬度最大的液壓支架。目前，我國放頂煤液壓支架均為手動控制，移架速度慢，勞動強度大，兗礦自主研發的電液控放頂煤液壓支架與我國目前使用的四柱式放頂煤液壓支架相比，避免了體積大、受力不均衡的缺陷，實現了自動割煤、移架、噴霧相結合。與同等效率的液壓支架相比，可減少用工人數50名至80名，并最終實現工作面無人值守。

2.4 成套裝備關鍵技術取得較大進展

為解決大傾角煤層綜采綜放開采中的共性技術難題，中煤裝備公司聯合行業骨干企業、高校經過10余年“產學研”聯合攻關，成功研制開發了達到國際領先水平的電牽引采煤機、液壓支架、電液控制系統和刮板輸送機成套裝備，并獲國家科技進步二等獎。該成套裝備技術首次實現了35°～55°大傾角煤層的安全高效開采，目前已在全國30多個礦井的大傾角煤層推廣使用，并出口到俄羅斯、孟加拉、印度等國家。

目前，厚度14m以下煤層開采技術已基本解決，但厚度14m以上的煤層在全世界范圍內還沒有一種安全、高效、高回收率的開采技術。而從我國煤炭資源儲量來看，特厚煤層儲量豐富，總資源量上萬億噸。因此實現14m以上煤層安全高效開采，成為了保障我國煤炭工業持續發展和能源安全亟待突破的難題。中國煤炭科工集團研發完成的“特厚煤層大采高綜放開采關鍵技術及裝備”項目因成功解決了14—20m特厚煤層開采的世界性難題，實現了厚煤層開采技術與

············裝備的重大突破，獲得了國家科學技術進步獎一等獎。該裝備技術開發了世界首套年產千萬噸特厚煤層大采高綜放開采成套設備，實現了千萬噸綜放工作面裝備的全國產化;首次開發了特大斷面全煤巷道高強度錨桿錨索聯合支護技術及材料，解決了大采高綜放開采全煤巷道支護技術難題，保障了巷道安全與工作面快速推進;開發出大采高綜放工作面瓦斯防治與綜合防火安全保障技術，解決了“低瓦斯賦存、高瓦斯涌出”高強度綜放開采瓦斯治理難題和高綜放工作面防火難題。研究成果已經在大同塔山煤礦試驗成功，年產量達1085萬噸，并在大同、平朔、神東、新疆等13個礦區的32個煤礦得到推廣應用。

太原重型機械集團煤機公司和西山煤電集團等單位承擔的“十二五”智能制造裝備發展專項“煤炭綜采成套裝備智能系統開發與示范應用”，為國內首套智能型千萬噸級煤炭綜采成套裝備，實現了采煤工作面設備智能化控制及自動化生產，獲得了一批具有自主知識產權的專利技術，多項創新技術填補了國內外空白，標志著我國向實現“自動化采煤工作面”邁出重要一步。

2.5 遠程遙控采煤得以實現

神寧集團梅花井礦實現了“以工作面自動控制為主、監控中心遠程干預控制為輔”的工作自動化生產模式。操作人員在辦公室使用電腦智能化系統就可實時監控跟蹤井下的生產情況，在自動化監控中心就可以遠程操作順槽、皮帶機、破碎機、刮板機、轉載機，減少了人員主觀因素導致的反復開停機、未按操作規程操作耽誤有效工時，大大降低了員工的勞動強度，實現了綜采工作面的高產高效。國內首個全視頻集中控制、綜采自動化工作面—神東煤炭集團石圪臺煤礦31202綜采工作面，實現了工作面視頻畫面拼接和部分設備的遠程控制，標志著綜采自動化項目初現成果。綜采工作面視頻監測系統是國內首套井下視頻拼接系統，在國內煤炭行業尚屬首例。

2.6 采煤裝備融資租賃漸成模式

現代技術服務業以創新的模式展示風采，在重點領域建設、企業技術服務、現代服務業發展的相互合作和資源融合，逐步構建了金融與煤機企業的發展平臺。

3 結語

據統計，我國煤炭機械產品更新周期平均為5年。資料顯示，2011-2016年的設備更新需求主要取決于2006-2011年的設備投資額。2006年以來我國煤炭機械銷量保持高速增長，預計未來幾年我國煤炭機械更新換代需求也將保持較快增長。而且，未來幾年，小煤礦整合將大幅提高我國煤炭行業的機械化率。所以，采煤裝備面臨著前所未有的發展機遇和空間。

尚建榮(1973—),女,山西高平人,太原理工大學采礦工程本科畢業,現就職于山西蘭花科創伯方煤礦分公司供應科。