大功率采煤機采煤技術探討

高 鵬

（西山煤電（集團）有限責任公司發電分公司， 山西 太原 030053）

引言

目前，交流變頻技術在我國各個領域得到應用發展，也完全符合大型煤礦開采機械的技術開發要求和發展方向，并在煤炭開采機械中得到應用，使我國的大功率煤炭開采技術與國際化煤炭開采機械發展更近一步。現階段，我國一些優秀的采煤機企業生產的產品具有明顯的技術優勢，比如操作性好、監測系統精準、功率強等，但我國生產的采礦機械相對于國際技術故障率高、使用壽命短、可靠性較差，所以出口數量不多[1]。

1 我國大功率采煤機械存在缺點

1.1 研究理論匱乏

我國在基礎零件開發研究方面比較薄弱，致使一些先進的設計理念得不到有利的支撐。我國大部分理論來自于相關院所，產品的設計、開發和生產在一些機械制造企業，理論和生產應用不能很好的結合，只是從單一的理論原理方面和功能形式上進行開發研究，而單個零件的質量和強度遠遠達不到使用標準，雖然從國外采購了大批先進設備進行了研究學習，但也只是了解了其功能和結構，并沒有深入到單個零件的制造過程，致使我國在大型采煤機械的整體性能方面的研究停滯不前。

1.2 核心技術匱乏

我國理論技術大部分都來自對國外產品的拆解和學習，或者是小范圍技術合作，進行簡單的仿制，沒有核心的自主知識產權，在自主創新的道路上發展困難重重。由于核心技術的缺失，改裝后的變頻器無法達到抗震要求。一種操作面可以三級連動的采煤機械在國內占有領先地位，但安裝的高速骨架潤滑油密封和低速架的浮動式潤滑密封，其材質、使用性能、制造精度及結構都較差于國外先進產品[2]。

1.3 壽命短、可靠性差

采煤機械常用的基礎元件有電動機、馬達、軸承、密封圈、油缸等，而我國生產的這些基礎元件與國外相比還有這很大的差距。我國目前處于重結構、輕質量的研發階段，對產品的細節設計不夠重視，造成了設備的可靠性較低、性能較差。另外，生產過程監管不嚴、操作流程混亂、原料采購質量差。這都是造成采煤機質量不達標的重要原因。

2 我國大功率采煤機采煤技術發展方向

2.1 大力推廣電力驅動采煤機

隨著電力、電控技術的飛速發展，國外采煤機已經向電力驅動方向發展，而我們大部分精力還在研究液壓驅動采煤機，在國外液壓采煤機械基本已被電力驅動系統所代替，液壓采煤機有結構復雜、制造困難、管線街頭繁雜、維修不便等缺點，但國內受資金限制，技術屏蔽還未能推廣電力驅動的采煤機械。隨著煤炭市場的不斷擴大，必須提高煤炭的開采速度，這種效率較低、開采速度慢的液壓驅動采煤機械已經不能滿足對煤炭市場需求的供應。因此我國必須大力推廣電力驅動采煤機，建立專項研究機構、投入研究資金、大量培養專項技術人員、掌握前沿技術、獲取核心知識產權、緊跟國際先進水平步伐。

2.2 提升采收功率

我國生產的采煤機相對國外產品功率較小，提功率就相當于提升牽引力和開采速度，有效方式就是使用大功率采煤機械，我國制定的采煤機械的技術方向就是提升采煤機械的額定功率來提升采煤速度，并且制定的目標是采煤機在整個壽命周期內完成采收3 000萬t的煤炭[3]。

2.3 引入交流變頻調速牽引系統

交流變頻技術在我國各個領域得到應用發展，此技術也完全符合大型煤礦開采機械的技術開發要求和發展方向，并在煤炭開采機械中得到應用，其具有結構簡單、可行性強、成本低廉、維修方便、技術先進、不易出現故障等優點，所以國外青睞于此項技術在煤炭開采中應用，并得到快速發展。目前主要采用的技術是兩臺變頻控制器帶動兩個牽引系統，可對牽引系統起到良好保護和精準靈活地控制。使變頻調速在采煤機械中更好地發揮作用，正在研究“一拖一”的帶動模式。

2.4 改進自動化控制流程

以礦用電腦操控系統的嵌入式開發平臺，利用無線信號的遠距離信號傳輸能力，來開發采煤機械可視化操作系統，還需要考慮其抗熱能力、抗干擾能力和使用性能，提升其自動化程度，增加系統診斷輔助系統，增大信息儲存能力，強化信號傳輸和顯示的準確性，使操作流程自動化和可視化有助于采煤機械提高采收速度和采收能力。

2.5 配電設備小型化

采煤機械功率增大的同時，電機、變速器、變頻器等動力元件的體積也會必然增大，因此其他配電設備必須小型化才能合理地利用有效空間，合理布局整個設備的基本結構，所以合理利用小型的配電設備是合理設計采煤機械整體結構的前提條件[4]。

3 結語

經過多年的技術引進和學習，我國大功率采煤機械已經得到快速的發展，甚至一些技術已經達到世界先進水平，但由于理論和核心技術匱乏、基礎元件質量低、生產管理能力有限，造成了我國生產的采煤機械壽命短、可靠性差，沒有國際市場競爭力。所以可以通過大力推廣電力驅動、提升采收功率、引入交流變頻調速牽引系統、改進自動化控制流程、配電設備小型化等措施，使采煤機械及其技術得到進一步發展。