露天煤礦裝備技術(shù)水平及發(fā)展探究

摘要：伴隨露天采煤的發(fā)展，露天煤礦裝備技術(shù)水平不斷提升，這在極大的程度上推動了露天煤礦裝備的發(fā)展，并將其推到另一個高水平的發(fā)展巔峰。露天采煤具有一定的特點，它的采煤產(chǎn)量比較大，采煤的效率也很高，建設(shè)周期比較短，相對而言，勞動條件也很優(yōu)越等。在以往的露天采煤中，國外的采煤技術(shù)不斷發(fā)展，采煤量也有很大程度上的提升，但是那一時期，我國在露天采煤方面水平還沒有得到提升，采煤技術(shù)一直處于落后的水平。隨著時代與科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，在近些年里，我國露天采煤技術(shù)才有了很大程度的提升。

關(guān)鍵詞：裝備；露天煤礦；技術(shù)水平

中圖分類號：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

在科技日益發(fā)展的今天，我國露天煤礦裝備技術(shù)也得到了一定程度的發(fā)展。與其他一些國外的國家相比，我國在露天煤炭開采裝備技術(shù)方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的滯后于發(fā)達(dá)國家，但是，在我國不斷發(fā)展的研究之下，我國露天煤礦裝備技術(shù)已經(jīng)有了很大程度的發(fā)展，并且在長壁綜采技術(shù)方面以及短壁綜采技術(shù)方面的發(fā)展水平已經(jīng)達(dá)到了發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平的高度，這不僅給我國煤礦事業(yè)的發(fā)展帶來了極大的動力，還為我國日后社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國際地位的提高奠定了堅實的基礎(chǔ)，為此，我國露天煤礦裝備技術(shù)的發(fā)展步伐已經(jīng)不斷加快，與國際接軌已經(jīng)成為了一種可能。

一、對國內(nèi)外露天采掘技術(shù)和采掘裝備發(fā)展展?fàn)顩r分析

（一）對長壁綜采技術(shù)和裝備的分析

我國長壁綜采技術(shù)在近些年里的發(fā)展主要從三個較大的方面展開分析，首先，我國在綜采工作面生產(chǎn)方面的能力得到了較大幅度的提升，煤炭開采的范圍也隨之逐漸擴(kuò)大，并在不斷發(fā)展當(dāng)中，逐漸形成“一礦一面”的高產(chǎn)量集約化生產(chǎn)模式。其次，隨著高效綜采裝備以及開采工藝的發(fā)展與完善，其綜采裝備以及開采工藝已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，并且使用范圍也不斷的擴(kuò)大，在中厚煤層以及厚煤層一次性開采方面，已經(jīng)實現(xiàn)了全自動化生產(chǎn)，這不僅提升了煤炭開采數(shù)量，還為煤炭行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)性的基礎(chǔ)。最后，在高效綜采裝備方面的技術(shù)研制與開發(fā)方面，已經(jīng)有了很大程度上的突破，煤炭生產(chǎn)的年生產(chǎn)量也達(dá)到了人們理想中的數(shù)值，與此同時，綜采工作面也形成了自動化的生產(chǎn)模式，大型綜采礦井技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了規(guī)定的指標(biāo)，甚至已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了大型先進(jìn)露天礦井的生產(chǎn)水平，這不僅有利于煤礦行業(yè)的發(fā)展，還能夠在一定程度上帶動了我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。實踐表明，長壁綜采在煤炭井工開采當(dāng)中已經(jīng)成為一種重要的開采方式，在近年里，我國煤礦長壁工作面數(shù)量在不斷上升。

如今，我國綜采設(shè)備設(shè)計以及制造企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了一種較為先進(jìn)的、功率較大的電牽引采煤機(jī)以及重型刮板輸送機(jī)等等，形成了每臺綜采成套的先進(jìn)技術(shù)裝備，并且，針對與不同的煤層，都取得了良好的使用效果。另外，國內(nèi)煤機(jī)企業(yè)在不斷的應(yīng)用科技的手段，將大功率生產(chǎn)等作為開發(fā)重點，并用創(chuàng)新的方式，不斷的推動了重大裝備研究發(fā)展的速度。

（二）對具有綜合性質(zhì)機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)和裝備的分析

我國早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始對懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行研究，在研究過程中，主要有三個階段，即引進(jìn)、消化吸收以及自主研制這三個重要的階段。在日后的發(fā)展當(dāng)中，我國在設(shè)計掘進(jìn)機(jī)以及加工制造水平方面已經(jīng)越來越先進(jìn)，在這期間，中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)也得到了一定程度的發(fā)展，并且其使用技術(shù)以及水平不斷提升，越發(fā)成熟，在快速的發(fā)展當(dāng)中，形成了系列化設(shè)備。為此，在日后幾年發(fā)展中，出現(xiàn)了很多重型的掘進(jìn)機(jī)，這些掘進(jìn)機(jī)機(jī)重大約在60t，它的截割功率在200kW左右，這種重型掘進(jìn)機(jī)在研制成功以后，被廣泛的推廣與使用。在此之后，相關(guān)人員繼續(xù)研究，研究出較為先進(jìn)的故障診斷及時以及恒功率截割技術(shù)等等，并將這些技術(shù)應(yīng)用在重型掘進(jìn)機(jī)當(dāng)中，以確保綜合除塵設(shè)備能夠更好的運行。在我國“十一五”期間，我國掘進(jìn)機(jī)總體參數(shù)與國外相比，已經(jīng)接近或遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了其水平，對于新研制的掘進(jìn)機(jī)而言，其截割功率要大于300kW，機(jī)重大約為120t，這種設(shè)備能夠采掘5.8米的深度，還具備離機(jī)嚴(yán)控以及故障診斷等方面的功能，這進(jìn)一步推動了我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)向新方向發(fā)展。

實踐表明，我國在巷道機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)以及支護(hù)技術(shù)方面，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后與采煤機(jī)械化生產(chǎn)與發(fā)展，這與當(dāng)今社會高效生產(chǎn)發(fā)展方面的需求不符合。在此之后，我國也不斷的向其他國家引進(jìn)亞錨桿支護(hù)技術(shù)，并且不斷的在現(xiàn)場展開示范，這有利于錨桿支護(hù)技術(shù)相關(guān)科研項目，這些都推動了我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。錨桿支護(hù)技術(shù)在全巷道以及沖擊地壓巷道等方面被廣泛的應(yīng)用，得到了較好的支護(hù)效果，并且其經(jīng)濟(jì)效益也得到了一定程度的提升。

（三）對高效短壁開采技術(shù)以及裝備的分析

與長壁機(jī)械化采煤法相比，二者的區(qū)別主要在于，在工作面采用通風(fēng)方式上以及管理方式上存在著一定的差異；并且，二者在所采用的自行能力方面也有著不同點；在采區(qū)區(qū)段劃分方面以及區(qū)段內(nèi)煤體切割、回收方面，方法的使用也存在著很大的差異。一般情況下，短壁機(jī)械化開采使用的通風(fēng)方式需要應(yīng)用部分局部通風(fēng)的方式，并且，其中的一些較為主要的機(jī)械設(shè)備等，均能夠獨自的行走。區(qū)段劃分方面，通常需要形成一個與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍相符合的短壁回采區(qū)域，待回收煤柱以后，長壁工作面依舊會產(chǎn)生冒落的現(xiàn)象，這導(dǎo)致出現(xiàn)了煤房、煤柱回采會避開支撐壓力高峰區(qū)的現(xiàn)象，使得高峰區(qū)與回采不再同一個工作面上。這在大型井田邊角煤地段比較適用，在綜采工作面中的小型井田范圍內(nèi)卻不適合開采，但是，在煤柱回收、“三下”壓煤回收方面卻又很大的貢獻(xiàn)。對于短壁機(jī)械化而言，它的回采工作面一般在布置方面上都具有一定的靈活性質(zhì)，在回采的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)“即進(jìn)即退”機(jī)動回采。一般情況下，都不會由于斷層、褶曲以及裂隙等問題的出現(xiàn)而給正常的運行工作帶來消極的影響。

與國外的一些國家相比，我國在短壁機(jī)械化研究以及配套設(shè)備研究方面，起步要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的晚于國外的國家，這就導(dǎo)致出現(xiàn)了同類產(chǎn)品出現(xiàn)長期空白的現(xiàn)象。很多時候，短壁采煤在我國的一些地區(qū)，例如鄉(xiāng)鎮(zhèn)等地都依舊采用以往的房式、房柱式的工藝，并且應(yīng)用較為簡單的工藝進(jìn)行煤炭開采的工作。直到近些年里，我國短壁開采技術(shù)才有了較大程度的進(jìn)步與發(fā)展，通過長久的研究與探索工作的實施，我國已經(jīng)在傳統(tǒng)的房柱式以及刀柱式短壁采煤方式的基礎(chǔ)之上，研究了一套具有新科技、新技術(shù)的短壁機(jī)械開采技術(shù)，這標(biāo)志著我國已經(jīng)實現(xiàn)了短壁綜合機(jī)械化的煤炭開采方式。

二、與國外相比我國在掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域研究方面存在的差距分析

與國際的先進(jìn)水平相比，我國掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究方面、破巖能力方面等都有很大的差距，這些差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面，即：

（一）基礎(chǔ)研究不夠充分

我國在掘進(jìn)機(jī)基礎(chǔ)研究方面，其能力還比較薄弱，研究工作也缺少充分性質(zhì)，與我國煤礦地質(zhì)條件相符合的載割、裝運等研究理論還沒有被建立起來，嚴(yán)重的缺少較為完整的設(shè)計理論作為研究理論的依據(jù)，并且在計算機(jī)動態(tài)仿真方面，其工作還無法開展，一直都處于空白的狀態(tài)之下。

（二）機(jī)械設(shè)備一些組成部分在使用壽命方面與國外存在著差距

煤炭采掘機(jī)的主機(jī)主要應(yīng)用原材料和關(guān)鍵零部件、軸承等一些較為基礎(chǔ)件組成，這些基礎(chǔ)性部件使用壽命一般都不會太長，并且在可靠性方面也存在著一定缺陷，為此，無法與國際先進(jìn)的水平相比，兩者之間存在著較大的差異。

（三）缺少破巖能力

我國的一些設(shè)備在對巖石截割方面存在著一定的缺陷，一旦巖石硬度超大于100MPa的時候，截割振動就會隨之加大，截尺損耗率不斷增加，這給掘采設(shè)備帶來了極大程度的損害。

另外，在自動控制技術(shù)水平方面，其水平比較落后。我國很大一部分的裝置都來自國外，在斷面監(jiān)視系統(tǒng)方面其作用也是非常有限的，可靠性比較低，也嚴(yán)重的缺少自動化截割的功能，故障診斷方面也較為被動，功能單一化，同時，在檢測數(shù)據(jù)方面，也無法應(yīng)用遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)完成傳輸工作。

（四）多功能一體化進(jìn)程技術(shù)水平不高

在煤炭采掘設(shè)備當(dāng)中，機(jī)載錨桿鉆臂系統(tǒng)以及機(jī)載臨時支護(hù)系統(tǒng)再工方面，其工作效率往往都比較低，掘進(jìn)機(jī)的成巷速度無法提高，機(jī)載除塵系統(tǒng)也沒有有效的應(yīng)用在煤炭開采工作當(dāng)中。除此之外，在裝備制造工藝以及檢測手段方面，產(chǎn)品也缺少可靠性與工藝性，在重型掘進(jìn)機(jī)方面，也有很多方面存在著差異，無法與國外一些國家相比，為此，在未來我國煤炭開采行業(yè)當(dāng)中，還需要相關(guān)人士不斷的探索研究，以確保能夠趕超國外國家水平。

三、我國露天煤礦采掘技術(shù)未來發(fā)展趨勢分析

事實上，煤炭生產(chǎn)量和采掘技術(shù)裝備之間存在著較為密切的聯(lián)系，實踐表明，采掘技術(shù)是煤炭增長的重要動力，扮演這脊梁的角色。在我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，國民經(jīng)濟(jì)一直以持續(xù)、強(qiáng)勁以及高速發(fā)展的態(tài)勢，給煤炭行業(yè)的裝備制造等都帶來了極大的發(fā)展機(jī)遇，并且，在日后的幾年里，采煤技術(shù)裝備的發(fā)展趨勢也必將會越來越好，并且會提升煤炭生產(chǎn)率，推動煤炭行業(yè)更加快速的發(fā)展。

首先，未來的采煤技術(shù)裝備將會更加完善，并且采用的試驗手段也將會更加有效，在這基礎(chǔ)之上，有效的提高可靠性。在試驗中，將會利用計算機(jī)輔助設(shè)計功能，建立起專業(yè)的實驗室，從而實現(xiàn)提升機(jī)械設(shè)備試驗水平的目的。

其次，采煤技術(shù)的機(jī)電一體化趨勢也會更加明顯。伴隨目前應(yīng)用型技術(shù)的快速發(fā)展，新型設(shè)備機(jī)電一體化的趨勢已經(jīng)越發(fā)的明顯，它的技術(shù)水平也在不斷的提升，如：監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)更加信息化、科學(xué)化與自動化，在工程檢測以及故障診診斷方面，其內(nèi)容也越發(fā)的完善，并且在驅(qū)動電機(jī)功率自動調(diào)節(jié)之下，其可靠性以及安全性越來越高，并且在煤炭采掘的過程中，越來越不會受到地質(zhì)條件的制約，其適應(yīng)性也逐漸的提高。

再次，隨著科技的不斷發(fā)展，綜采工作面三級配套技術(shù)自動化程度業(yè)所改善，并且自動化程度提升的幅度也越來越大。在綜采工作中，已經(jīng)應(yīng)用了電控系統(tǒng)以及電液控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)等等，在這之中，電控系統(tǒng)主要將電子計算機(jī)作為重要的核心，應(yīng)用這些系統(tǒng)，其目的在于為采掘設(shè)備的正常運行提供相應(yīng)的保障，并且確保能夠?qū)崿F(xiàn)跟機(jī)聯(lián)動的目的。

除此之外，綜采工作面綜合配套能力也不斷提高，功能更加多樣化。目前，有很多系統(tǒng)都已經(jīng)實現(xiàn)了多功能集成的目的，例如，掘進(jìn)機(jī)主機(jī)集成機(jī)載錨鉆系統(tǒng)、機(jī)載臨時支護(hù)系統(tǒng)以及機(jī)載除塵系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)由于已經(jīng)實現(xiàn)了過功能集成的目標(biāo)，這標(biāo)志著單機(jī)成巷速度已經(jīng)提高，并且在安全生產(chǎn)方面也已經(jīng)完成了其目標(biāo)。

同時，伴隨短壁開采技術(shù)和裝備成熟發(fā)展，目前已經(jīng)向著系列化的方向發(fā)展，這使連續(xù)采煤機(jī)的適用范圍逐漸擴(kuò)大，例如煤巷的快速采掘與深層煤巷采掘等等。另外，在石膏礦或者一些非煤礦山、露天煤礦邊坡等都很適用，并且能夠保證開采的數(shù)量。為此，我們可以認(rèn)為，采煤技術(shù)裝備在未來的發(fā)展中，將會向著裝備成套化以及自動化、可靠性等方向發(fā)展，并在不斷的發(fā)展中，帶動這我國社會經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展。

總結(jié)：

本文主要針對國內(nèi)外露天采掘技術(shù)和采掘裝備發(fā)展展?fàn)顩r以及我國露天煤礦采掘技術(shù)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行相應(yīng)的分析，從分析中，明確了我國露天煤礦設(shè)備發(fā)展與改進(jìn)的狀況，并且，與國外相比，我國在近年里，露天煤礦的開采技術(shù)與裝備都更加的科學(xué)化與自動化，這不僅能夠提升露天煤礦開采的數(shù)量，還能夠滿足我國社會發(fā)展的需求，在提升我國社會地位方面有著極大的推動作用。另外，對于采掘技術(shù)裝備的發(fā)展，也必將會逐漸的向機(jī)電一體化與機(jī)械配套化的方面發(fā)展，從而提升綜采工作面工作的效率，從而為煤礦企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周桐，甄選.中國露天煤礦裝備發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].露天采礦技術(shù)，2014，（1）：1-4.

[2]鄧明.淺談我國露天煤礦在生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備方面存在的問題[J].露天采礦技術(shù)，2012，（4）：19-20.

[3]孟銳.淺析我國露天煤礦開采技術(shù)發(fā)展趨勢[J].城市建設(shè)，2012，（31）：63-80.

[4]李宗軒.我國露天煤礦開采技術(shù)與未來發(fā)展趨勢[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（18）：10-32.

[5]高士強(qiáng)，李洋，劉慶華等.露天煤礦用重型卸料車的設(shè)計研究[J].露天采礦技術(shù)，2013，（12）：54-55.

[6]蔡利，孫進(jìn)步，馬占一等.端幫采煤技術(shù)在露天煤礦的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011，（11）：63-64.

[7]楊廣義.淺析露天煤礦開采中如何防治事故隱患[J].中國科技縱橫，2014，（20）：177-177.

[8]潘春勃.關(guān)于露天煤礦開采的研究[J].地球，2014，（11）：9-9.

[9]張蕊，張洪.露天采礦機(jī)在勝利一號露天煤礦的應(yīng)用與發(fā)展[J].礦業(yè)裝備，2011，（3）：32-37.

[10]宋子嶺.露天煤礦的可持續(xù)建設(shè)[J].礦業(yè)裝備，2012，（1）：31-32.