綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備在我國的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714165

摘要：本文分析了綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的內(nèi)涵，闡述了我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備的發(fā)展歷程，提出了未來我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備的發(fā)展趨勢，旨在推動(dòng)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備的不斷發(fā)展與完善，推動(dòng)我國煤炭行業(yè)生產(chǎn)的清潔化發(fā)展，保證煤炭資源開采的安全高效化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢分析

一、我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀

我國煤炭資源儲(chǔ)量豐富，賦存條件多樣，在我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源占據(jù)著主體地位，煤炭資源生產(chǎn)及消費(fèi)量是一次能源生產(chǎn)及消費(fèi)的主體部分。我國煤層分布中薄和及薄、厚和特厚、中厚煤層分布層次不齊，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效開采必須發(fā)展適應(yīng)不同煤層條件的綜合機(jī)械化開采設(shè)備技術(shù)。隨著高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)及現(xiàn)階段煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，綜合機(jī)械化采煤技術(shù)不斷的發(fā)展完善。保證了經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對(duì)煤炭資源的需求，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源開采的高效安全化發(fā)展。

（一）綜合機(jī)械化采煤技術(shù)概述

在采煤作業(yè)過程中，利用機(jī)械化生產(chǎn)在作業(yè)面支護(hù)、爆破煤層、頂板管理、裝運(yùn)煤炭等活動(dòng)中進(jìn)行的全部流程，稱為綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，其主要的優(yōu)勢在于通過減少人力勞動(dòng)，提高工作效率，有效降低作業(yè)過程中安全事故的發(fā)生率，提高煤炭企業(yè)的競爭力。在傳統(tǒng)的采煤技術(shù)下，由于缺乏科學(xué)方法的指導(dǎo)，造成煤炭資源極大的浪費(fèi)與污染，為協(xié)調(diào)人與自然、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，應(yīng)不斷提高綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的水平，從裝備、工藝及智能化水平等方面進(jìn)行創(chuàng)新，重點(diǎn)關(guān)注深層煤炭資源開發(fā)與勘探，優(yōu)化技術(shù)裝備，提高資源利用效率。

（二）我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的裝備發(fā)展

1.中厚煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)與裝備

在中厚煤層機(jī)械化開采過程中，主要使用的方法有綜采放頂煤開采、分層開采、大采高綜采等技術(shù)，由于分層開采效率較低，現(xiàn)階段該方法已很少被采用，在3.5～6.0m煤層的安全高效開采過程中，主要使用的是大采高綜采技術(shù)，目前，個(gè)別工作面的采煤機(jī)為進(jìn)口產(chǎn)品，大部分煤機(jī)裝備已實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。在厚度大于7m的厚煤層開采過程中，綜采放頂煤開采技術(shù)占據(jù)著重要地位，隨著相關(guān)項(xiàng)目的開展，截割高度為2.8～5.5m、采放高度為14～20m的特厚煤層綜放開采技術(shù)體系已形成，綜合機(jī)械化開采技術(shù)與成套裝備研發(fā)取得重大突破。液壓支架的工作阻力達(dá)到17000kN、最大支護(hù)高達(dá)7.2m、支架壽命達(dá)到50000次循環(huán)，支架循環(huán)移架速度有20s縮短至8s。800～1000MPa高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼、360～440mm大缸徑雙伸縮立柱及新型密封結(jié)構(gòu)的研發(fā)，新型二級(jí)護(hù)幫、微隙準(zhǔn)剛性四連桿機(jī)構(gòu)等性結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，滿足了煤炭企業(yè)安全高效的生產(chǎn)要求。國內(nèi)首套整體插裝式電液換向閥及自動(dòng)反沖洗高壓過濾站的研制，使得采煤機(jī)最大割煤高度達(dá)7m，總裝機(jī)功率2600kW、裝備中單線CAN總線通信和操作界面及控制器分離的兩件式結(jié)構(gòu)被廣泛使用，適應(yīng)重載沖擊及內(nèi)外組合冷卻的高強(qiáng)度搖臂不斷優(yōu)化，采煤機(jī)運(yùn)行信息分析及故障診斷技術(shù)以CAN總線結(jié)構(gòu)、智能化專家系統(tǒng)、DSP處理器的嵌入式控制系統(tǒng)等為基礎(chǔ)，提高了設(shè)備的智能化及自動(dòng)化水平。刮板輸送機(jī)綜合監(jiān)測傳輸系統(tǒng)不斷優(yōu)化，多電機(jī)軟驅(qū)動(dòng)及功率平衡技術(shù)、新型高速低阻拖輥關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于采煤作業(yè)中，作業(yè)工作效率不斷提升。

2.薄煤層開采技術(shù)與裝備

在薄煤層綜合機(jī)械化開采過程中，主要采用的方式滾筒采煤機(jī)、螺旋鉆機(jī)及刨煤機(jī)等，由于螺旋鉆機(jī)的使用要求巷道斷面較大且鉆孔間要留有小煤柱，加上其較低的采出率，而不被國內(nèi)眾多煤炭企業(yè)所采用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國成功研制了MG140/330BWG型、MG110/265BWD型、MG200/450BED型等薄煤層采煤機(jī)及MG110/130TPD型極薄煤層電機(jī)牽引采煤機(jī)，DSP為核心的控制系統(tǒng)的使用，有效提高了控制系統(tǒng)的可靠性。在薄煤層刨煤機(jī)開采技術(shù)中，主要采用刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)及液壓支架配套的刨煤機(jī)綜采機(jī)組，現(xiàn)階段使用的刨煤機(jī)采高為0.6～2.5m，可刨普氏系數(shù)為4的煤，截深最大可達(dá)300mm，刨速為3m/s，刨鏈為42mm，鋪設(shè)長度達(dá)300m。刨煤機(jī)組中電液控制系統(tǒng)及CNA總線中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了采煤、輸送及支護(hù)的自動(dòng)化。

3.斷壁機(jī)械化開采技術(shù)與裝備

為有效解決長壁開采殘留煤柱、不規(guī)則地段、殘采煤區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤層問題，短壁機(jī)械化開采技術(shù)不斷的發(fā)展與完善。該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)中小型煤礦機(jī)械化及提高煤炭資源采出率的重要途徑。我國研制的LY系列連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)、XZ系列履帶行走式液壓支架、GP系列給料破碎機(jī)、CMM系列四臂錨桿鈷車、WD13梭車等一系列短壁機(jī)械化開采設(shè)備，形成了我國以連續(xù)開采機(jī)、短機(jī)單身滾筒采煤機(jī)及掘采一體機(jī)為核心的短壁開采技術(shù)體系，設(shè)備的性能及技術(shù)參數(shù)已接近國家化水平。

二、我國綜合化機(jī)械采煤技術(shù)裝備發(fā)展趨勢分析

1）煤機(jī)裝備的自動(dòng)化發(fā)展趨勢，在煤炭資源的開采過程中，自動(dòng)控制化技術(shù)的使用及發(fā)展工作面生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化，有助于我國綜合機(jī)械化采煤裝備技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2）中小煤礦綜合機(jī)械化發(fā)展水平將不斷的提升。隨著適應(yīng)中小煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件技術(shù)裝備的不斷研究，適應(yīng)薄與極薄煤層、急傾斜煤層及其他條件下的綜采成套裝備不斷出現(xiàn)并完善，短壁機(jī)械化開采設(shè)備的適應(yīng)性不斷提升，相關(guān)研究人員對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行研發(fā)，設(shè)計(jì)出不斷適合中小煤礦特殊開采的機(jī)械設(shè)備，保證開采活動(dòng)的高可靠性及高采出率。

3）我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備隨著設(shè)備關(guān)鍵原部件的不斷研發(fā)，將實(shí)現(xiàn)工作面裝備系統(tǒng)成套化的發(fā)展趨勢，設(shè)備的穩(wěn)定性將不斷增強(qiáng)。

三、總結(jié)

我國在資源開采過程中造成的生態(tài)污染與環(huán)境破壞問題，違背了可持續(xù)發(fā)展的理念，隨著環(huán)保措施及節(jié)能手段的不斷使用，各種新技術(shù)不斷的被使用在煤炭資源的開采作業(yè)中，我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備的不斷革新，促進(jìn)了煤炭企業(yè)技術(shù)設(shè)備更新?lián)Q代的速度，實(shí)現(xiàn)了我國煤炭開采的清潔化、安全高效化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]申寶宏，郭玉輝.我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2012，02：13+44.

作者簡介：鄭斐（1982），男，山西鄉(xiāng)寧縣昌寧鎮(zhèn)人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：煤礦技術(shù)管理。