綜合機械化采煤技術裝備在我國的發展現狀與趨勢分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714165

摘要：本文分析了綜合機械化采煤技術的內涵，闡述了我國綜合機械化采煤技術裝備的發展歷程，提出了未來我國綜合機械化采煤技術裝備的發展趨勢，旨在推動綜合機械化采煤技術裝備的不斷發展與完善，推動我國煤炭行業生產的清潔化發展，保證煤炭資源開采的安全高效化發展。

關鍵詞：綜合機械化采煤技術裝備 發展現狀 趨勢分析

一、我國綜合機械化采煤技術裝備發展現狀

我國煤炭資源儲量豐富，賦存條件多樣，在我國能源結構中，煤炭資源占據著主體地位，煤炭資源生產及消費量是一次能源生產及消費的主體部分。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，實現煤炭資源的高效開采必須發展適應不同煤層條件的綜合機械化開采設備技術。隨著高產高效礦井的建設及現階段煤炭產業結構的升級，綜合機械化采煤技術不斷的發展完善。保證了經濟發展過程中對煤炭資源的需求，實現了煤炭資源開采的高效安全化發展。

（一）綜合機械化采煤技術概述

在采煤作業過程中，利用機械化生產在作業面支護、爆破煤層、頂板管理、裝運煤炭等活動中進行的全部流程，稱為綜合機械化采煤技術，其主要的優勢在于通過減少人力勞動，提高工作效率，有效降低作業過程中安全事故的發生率，提高煤炭企業的競爭力。在傳統的采煤技術下，由于缺乏科學方法的指導，造成煤炭資源極大的浪費與污染，為協調人與自然、經濟發展與可持續發展的關系，應不斷提高綜合機械化采煤技術的水平，從裝備、工藝及智能化水平等方面進行創新，重點關注深層煤炭資源開發與勘探，優化技術裝備，提高資源利用效率。

（二）我國綜合機械化采煤技術的裝備發展

1.中厚煤層綜合機械化開采技術與裝備

在中厚煤層機械化開采過程中，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，由于分層開采效率較低，現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，目前，個別工作面的采煤機為進口產品，大部分煤機裝備已實現了國產化。在厚度大于7m的厚煤層開采過程中，綜采放頂煤開采技術占據著重要地位，隨著相關項目的開展，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體系已形成，綜合機械化開采技術與成套裝備研發取得重大突破。液壓支架的工作阻力達到17000kN、最大支護高達7.2m、支架壽命達到50000次循環，支架循環移架速度有20s縮短至8s。800～1000MPa高強度焊接結構鋼、360～440mm大缸徑雙伸縮立柱及新型密封結構的研發，新型二級護幫、微隙準剛性四連桿機構等性結構的不斷出現，滿足了煤炭企業安全高效的生產要求。國內首套整體插裝式電液換向閥及自動反沖洗高壓過濾站的研制，使得采煤機最大割煤高度達7m，總裝機功率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構被廣泛使用，適應重載沖擊及內外組合冷卻的高強度搖臂不斷優化，采煤機運行信息分析及故障診斷技術以CAN總線結構、智能化專家系統、DSP處理器的嵌入式控制系統等為基礎，提高了設備的智能化及自動化水平。刮板輸送機綜合監測傳輸系統不斷優化，多電機軟驅動及功率平衡技術、新型高速低阻拖輥關鍵技術應用于采煤作業中，作業工作效率不斷提升。

2.薄煤層開采技術與裝備

在薄煤層綜合機械化開采過程中，主要采用的方式滾筒采煤機、螺旋鉆機及刨煤機等，由于螺旋鉆機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，而不被國內眾多煤炭企業所采用。隨著技術的不斷進步，我國成功研制了MG140/330BWG型、MG110/265BWD型、MG200/450BED型等薄煤層采煤機及MG110/130TPD型極薄煤層電機牽引采煤機，DSP為核心的控制系統的使用，有效提高了控制系統的可靠性。在薄煤層刨煤機開采技術中，主要采用刨煤機、刮板輸送機及液壓支架配套的刨煤機綜采機組，現階段使用的刨煤機采高為0.6～2.5m，可刨普氏系數為4的煤，截深最大可達300mm，刨速為3m/s，刨鏈為42mm，鋪設長度達300m。刨煤機組中電液控制系統及CNA總線中央控制系統，實現了采煤、輸送及支護的自動化。

3.斷壁機械化開采技術與裝備

為有效解決長壁開采殘留煤柱、不規則地段、殘采煤區及地質構造復雜煤層問題，短壁機械化開采技術不斷的發展與完善。該技術是實現中小型煤礦機械化及提高煤炭資源采出率的重要途徑。我國研制的LY系列連續運輸系統、XZ系列履帶行走式液壓支架、GP系列給料破碎機、CMM系列四臂錨桿鈷車、WD13梭車等一系列短壁機械化開采設備，形成了我國以連續開采機、短機單身滾筒采煤機及掘采一體機為核心的短壁開采技術體系，設備的性能及技術參數已接近國家化水平。

二、我國綜合化機械采煤技術裝備發展趨勢分析

1）煤機裝備的自動化發展趨勢，在煤炭資源的開采過程中，自動控制化技術的使用及發展工作面生產工藝的不斷優化，有助于我國綜合機械化采煤裝備技術真正實現自動化。

2）中小煤礦綜合機械化發展水平將不斷的提升。隨著適應中小煤礦復雜地質條件技術裝備的不斷研究，適應薄與極薄煤層、急傾斜煤層及其他條件下的綜采成套裝備不斷出現并完善，短壁機械化開采設備的適應性不斷提升，相關研究人員對現有設備進行研發，設計出不斷適合中小煤礦特殊開采的機械設備，保證開采活動的高可靠性及高采出率。

3）我國綜合機械化采煤技術裝備隨著設備關鍵原部件的不斷研發，將實現工作面裝備系統成套化的發展趨勢，設備的穩定性將不斷增強。

三、總結

我國在資源開采過程中造成的生態污染與環境破壞問題，違背了可持續發展的理念，隨著環保措施及節能手段的不斷使用，各種新技術不斷的被使用在煤炭資源的開采作業中，我國綜合機械化采煤技術裝備的不斷革新，促進了煤炭企業技術設備更新換代的速度，實現了我國煤炭開采的清潔化、安全高效化發展。

參考文獻：

[1]申寶宏，郭玉輝.我國綜合機械化采煤技術裝備發展現狀與趨勢[J].煤炭科學技術，2012，02：13+44.

作者簡介：鄭斐（1982），男，山西鄉寧縣昌寧鎮人，本科，中級工程師，研究方向：煤礦技術管理。