大功率采煤機(jī)采煤技術(shù)探討

高 鵬

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)電分公司， 山西 太原 030053）

引言

目前，交流變頻技術(shù)在我國各個領(lǐng)域得到應(yīng)用發(fā)展，也完全符合大型煤礦開采機(jī)械的技術(shù)開發(fā)要求和發(fā)展方向，并在煤炭開采機(jī)械中得到應(yīng)用，使我國的大功率煤炭開采技術(shù)與國際化煤炭開采機(jī)械發(fā)展更近一步?，F(xiàn)階段，我國一些優(yōu)秀的采煤機(jī)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，比如操作性好、監(jiān)測系統(tǒng)精準(zhǔn)、功率強(qiáng)等，但我國生產(chǎn)的采礦機(jī)械相對于國際技術(shù)故障率高、使用壽命短、可靠性較差，所以出口數(shù)量不多[1]。

1 我國大功率采煤機(jī)械存在缺點

1.1 研究理論匱乏

我國在基礎(chǔ)零件開發(fā)研究方面比較薄弱，致使一些先進(jìn)的設(shè)計理念得不到有利的支撐。我國大部分理論來自于相關(guān)院所，產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)在一些機(jī)械制造企業(yè)，理論和生產(chǎn)應(yīng)用不能很好的結(jié)合，只是從單一的理論原理方面和功能形式上進(jìn)行開發(fā)研究，而單個零件的質(zhì)量和強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)，雖然從國外采購了大批先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行了研究學(xué)習(xí)，但也只是了解了其功能和結(jié)構(gòu)，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(jī)械的整體性能方面的研究停滯不前。

1.2 核心技術(shù)匱乏

我國理論技術(shù)大部分都來自對國外產(chǎn)品的拆解和學(xué)習(xí)，或者是小范圍技術(shù)合作，進(jìn)行簡單的仿制，沒有核心的自主知識產(chǎn)權(quán)，在自主創(chuàng)新的道路上發(fā)展困難重重。由于核心技術(shù)的缺失，改裝后的變頻器無法達(dá)到抗震要求。一種操作面可以三級連動的采煤機(jī)械在國內(nèi)占有領(lǐng)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(zhì)、使用性能、制造精度及結(jié)構(gòu)都較差于國外先進(jìn)產(chǎn)品[2]。

1.3 壽命短、可靠性差

采煤機(jī)械常用的基礎(chǔ)元件有電動機(jī)、馬達(dá)、軸承、密封圈、油缸等，而我國生產(chǎn)的這些基礎(chǔ)元件與國外相比還有這很大的差距。我國目前處于重結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)量的研發(fā)階段，對產(chǎn)品的細(xì)節(jié)設(shè)計不夠重視，造成了設(shè)備的可靠性較低、性能較差。另外，生產(chǎn)過程監(jiān)管不嚴(yán)、操作流程混亂、原料采購質(zhì)量差。這都是造成采煤機(jī)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的重要原因。

2 我國大功率采煤機(jī)采煤技術(shù)發(fā)展方向

2.1 大力推廣電力驅(qū)動采煤機(jī)

隨著電力、電控技術(shù)的飛速發(fā)展，國外采煤機(jī)已經(jīng)向電力驅(qū)動方向發(fā)展，而我們大部分精力還在研究液壓驅(qū)動采煤機(jī)，在國外液壓采煤機(jī)械基本已被電力驅(qū)動系統(tǒng)所代替，液壓采煤機(jī)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、管線街頭繁雜、維修不便等缺點，但國內(nèi)受資金限制，技術(shù)屏蔽還未能推廣電力驅(qū)動的采煤機(jī)械。隨著煤炭市場的不斷擴(kuò)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(qū)動采煤機(jī)械已經(jīng)不能滿足對煤炭市場需求的供應(yīng)。因此我國必須大力推廣電力驅(qū)動采煤機(jī)，建立專項研究機(jī)構(gòu)、投入研究資金、大量培養(yǎng)專項技術(shù)人員、掌握前沿技術(shù)、獲取核心知識產(chǎn)權(quán)、緊跟國際先進(jìn)水平步伐。

2.2 提升采收功率

我國生產(chǎn)的采煤機(jī)相對國外產(chǎn)品功率較小，提功率就相當(dāng)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(jī)械，我國制定的采煤機(jī)械的技術(shù)方向就是提升采煤機(jī)械的額定功率來提升采煤速度，并且制定的目標(biāo)是采煤機(jī)在整個壽命周期內(nèi)完成采收3 000萬t的煤炭[3]。

2.3 引入交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)

交流變頻技術(shù)在我國各個領(lǐng)域得到應(yīng)用發(fā)展，此技術(shù)也完全符合大型煤礦開采機(jī)械的技術(shù)開發(fā)要求和發(fā)展方向，并在煤炭開采機(jī)械中得到應(yīng)用，其具有結(jié)構(gòu)簡單、可行性強(qiáng)、成本低廉、維修方便、技術(shù)先進(jìn)、不易出現(xiàn)故障等優(yōu)點，所以國外青睞于此項技術(shù)在煤炭開采中應(yīng)用，并得到快速發(fā)展。目前主要采用的技術(shù)是兩臺變頻控制器帶動兩個牽引系統(tǒng)，可對牽引系統(tǒng)起到良好保護(hù)和精準(zhǔn)靈活地控制。使變頻調(diào)速在采煤機(jī)械中更好地發(fā)揮作用，正在研究“一拖一”的帶動模式。

2.4 改進(jìn)自動化控制流程

以礦用電腦操控系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)平臺，利用無線信號的遠(yuǎn)距離信號傳輸能力，來開發(fā)采煤機(jī)械可視化操作系統(tǒng)，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(tǒng)診斷輔助系統(tǒng)，增大信息儲存能力，強(qiáng)化信號傳輸和顯示的準(zhǔn)確性，使操作流程自動化和可視化有助于采煤機(jī)械提高采收速度和采收能力。

2.5 配電設(shè)備小型化

采煤機(jī)械功率增大的同時，電機(jī)、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(shè)備必須小型化才能合理地利用有效空間，合理布局整個設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，所以合理利用小型的配電設(shè)備是合理設(shè)計采煤機(jī)械整體結(jié)構(gòu)的前提條件[4]。

3 結(jié)語

經(jīng)過多年的技術(shù)引進(jìn)和學(xué)習(xí)，我國大功率采煤機(jī)械已經(jīng)得到快速的發(fā)展，甚至一些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但由于理論和核心技術(shù)匱乏、基礎(chǔ)元件質(zhì)量低、生產(chǎn)管理能力有限，造成了我國生產(chǎn)的采煤機(jī)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(qū)動、提升采收功率、引入交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)、改進(jìn)自動化控制流程、配電設(shè)備小型化等措施，使采煤機(jī)械及其技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。