綜合機械化采煤技術裝備在我國的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714165

摘要：本文分析了綜合機械化采煤技術的內(nèi)涵，闡述了我國綜合機械化采煤技術裝備的發(fā)展歷程，提出了未來我國綜合機械化采煤技術裝備的發(fā)展趨勢，旨在推動綜合機械化采煤技術裝備的不斷發(fā)展與完善，推動我國煤炭行業(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。

關鍵詞：綜合機械化采煤技術裝備 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢分析

一、我國綜合機械化采煤技術裝備發(fā)展現(xiàn)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(jù)著主體地位，煤炭資源生產(chǎn)及消費量是一次能源生產(chǎn)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(xiàn)煤炭資源的高效開采必須發(fā)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(chǎn)高效礦井的建設及現(xiàn)階段煤炭產(chǎn)業(yè)結構的升級，綜合機械化采煤技術不斷的發(fā)展完善。保證了經(jīng)濟發(fā)展過程中對煤炭資源的需求，實現(xiàn)了煤炭資源開采的高效安全化發(fā)展。

（一）綜合機械化采煤技術概述

在采煤作業(yè)過程中，利用機械化生產(chǎn)在作業(yè)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(yōu)勢在于通過減少人力勞動，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(xié)調(diào)人與自然、經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)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(chuàng)新，重點關注深層煤炭資源開發(fā)與勘探，優(yōu)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(fā)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(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，目前，個別工作面的采煤機為進口產(chǎn)品，大部分煤機裝備已實現(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占據(jù)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(fā)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(huán)，支架循環(huán)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(fā)，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(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(nèi)外組合冷卻的高強度搖臂不斷優(yōu)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(tǒng)、DSP處理器的嵌入式控制系統(tǒng)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(jiān)測傳輸系統(tǒng)不斷優(yōu)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(yè)中，作業(yè)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(nèi)眾多煤炭企業(yè)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(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(xiàn)階段使用的刨煤機采高為0.6～2.5m，可刨普氏系數(shù)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(tǒng)及CNA總線中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)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(guī)則地段、殘采煤區(qū)及地質(zhì)構造復雜煤層問題，短壁機械化開采技術不斷的發(fā)展與完善。該技術是實現(xiàn)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(xù)運輸系統(tǒng)、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(xù)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(shù)已接近國家化水平。

二、我國綜合化機械采煤技術裝備發(fā)展趨勢分析

1）煤機裝備的自動化發(fā)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(fā)展工作面生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化，有助于我國綜合機械化采煤裝備技術真正實現(xiàn)自動化。

2）中小煤礦綜合機械化發(fā)展水平將不斷的提升。隨著適應中小煤礦復雜地質(zhì)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(xiàn)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(xiàn)有設備進行研發(fā)，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(fā)，將實現(xiàn)工作面裝備系統(tǒng)成套化的發(fā)展趨勢，設備的穩(wěn)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(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，各種新技術不斷的被使用在煤炭資源的開采作業(yè)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(yè)技術設備更新?lián)Q代的速度，實現(xiàn)了我國煤炭開采的清潔化、安全高效化發(fā)展。

參考文獻：

[1]申寶宏，郭玉輝.我國綜合機械化采煤技術裝備發(fā)展現(xiàn)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(xiāng)寧縣昌寧鎮(zhèn)人，本科，中級工程師，研究方向：煤礦技術管理。