我国煤矿开采机械装备及自动化技术新进展

我国煤矿开采机械装备及自动化技术新进展煤矿作为国民经济发展中的重要企业，其发展的水平影响到我们的国计民生。积极的投入到煤矿开采机械设备和自动化技术的研究中，对于煤矿发展具有十分重要的意义。标签：煤矿；机械装备；自动化技术1引言近些年来，我国的采煤技术和机械设备随着自主创新能力的提高取得了很大的进步，不论是液压支架、采煤机、运输机还是自动化技术方面，以及在煤矿井下的实际操作过程中，都取得很大的发展，甚至居于国际领先水平。我国的长壁综采装备依靠自主创新取得了巨大进展，不仅表现在综采工作面生产能力大幅提高，产生了年产千万吨级的高产高效的生产模式，而且对于安全高效的综采装备和开采技术也不断得到完善，中厚煤层的一次性开采以及薄煤层自动化开采都取得圆满成功，另外，自主研发的重大综采装备也取得新的突破，单工作面年产能力突破1000万吨，实现了综采工作面的自动化生产。我国煤矿机械装备概述2.1采煤机自从我国煤炭研究院上海研究院和波兰科马克公司合作成功研制出我国第一台交流变频电牵引采煤机后，在我国研究人员共同努力下，我国的采煤机得到了良好的发展，而且技术也越来越成熟，基本实现了现代化设备的无线操作，尤其是近些年来我国采煤机研发技术再次突破，可靠性和稳定性有了质的飞跃，已经处于国际高等水平。其中，厚煤层采煤机整机的装机功率已经突破3000KW，牵引功率2x200KW，采煤机工作牵引速度已经达到15m/min,调动速度达到30m/min。目前来说，我国的电牵引采煤机已经形成了5大系列：超大功率、大采高系列；中厚煤层系列；大倾角煤层系列；薄煤层和较薄煤层系列；短臂开采系列。2.2液压支架作为矿井下长壁工作面的重要设备，对于液压支架的研究我们从来没有停止过。尤其是这些年来，对于以研究支架和围岩的相互作用为基础，以提高钢材的强度和焊接性能为途径，以采用现代化的优化设计以及三维CAD动态参数优化设计为手段，最终成功研发出了适用于我国各种复杂的地质条件的液压支架结构，包括轻型支架、大倾角支架、厚煤层一次采全高支架、三软难采煤层支架等架型。就规格来说，液压支架的高度适应范围通常在0.65-7.2m之间，支架中心为1.5、1.75、2.05m，支架最大的工作阻力达18800kN。目前国内煤矿使用的液压支架已经全面代替了国外的产品，且在高度、阻力和复杂煤层的适应性方面都居于世界前列。2.3刮板输送机随着我国采煤技术的不断提高，综采工作面刮板运输机的标准也变得越来越高，在多年的努力下，通过不断的向其他国家借鉴开发经验，不断的总结自身在发展中遇到的难题，学习新技术、引进新材料、研究新工艺，我国的刮板运输机技术水平不断提高，技术含量不断增加，逐步向着超重型和大运输量的方向发展。目前为止，我国刮板运输机最大安装长度为300m,最大装机功率4800kw,最大输送能力为每小时4500吨，其机头采用交叉侧卸布置，机尾采用自动伸缩机尾，配置工况检测系统，全面实现了软启动运行，延长了设备的使用寿命。带式输送机带式输送机是由挠性输送带作为物料承载件和牵引件的连续输送装备，牵引机构也是承载机构，用旋转的托辊支撑，在运行时侯遇到的阻力较小。主动滚筒在电动机的驱动下旋转，通过主动滚筒和输送带之间的摩擦力带动输送带以及输送带上的货物一起连续运行，在货物运送到端部以后，由于输送带换向而卸载下来。通过专门的卸载装置也可以在输送带的中部位置任意的卸载。我国的大型输送带通常都是采用先进的中压变频驱动控制技术，实现了带式输送机的低速平稳启动和带速连续可调整，实现了输送机的软启动，还采用了先进的液压自控张紧装置，能够随着带式输送机输送带的张力变化自动调节二者之间的平衡，保证输送带的挠度，进而保证输送带平稳运行。自动化控制技术我国的煤矿自动化技术能够从三个方面得到体现，一是液压支柱的控制，目前我们国内的水平可以达到自动输送、远程操控等全自动化的管理；二是对采煤机的自动化控制，根据最新的研究成果，采煤机基本可以做到记忆采煤，自动识别岩层和控制机身等；最后是对刮板运输机的创新，包括了电动机的自动测温功能，电机的软启动，运输带的张紧力检测等。我国采煤装备与国外的主要差距我们国家自主研发的采煤装备已经基本做到了自给自足，但是和西方发达国家相比，我国依旧处于稳步发展阶段，我们自主研发的采煤机、液压支架和输送设备等装备，虽然已经具备了一定的市场竞争力并且逐渐的打开了国际市场，但是和发达国家相比依然有着不小的差距，而这种差距主要体现在采煤机械中的高端产品上，具体来说我们在装备的可靠性和安全性，智能化、信息化、自动化等方面还比不上国外水平。就采煤机来说，我国的采煤机自动水平还远远落后于国外的高端采煤机，比如全过程记忆割煤、远程遥控、车载视频、煤岩识别等方面，我国还处于初级探索阶段；而国产液压支架和国外高端产品的差距主要在于产品的综合可靠性，包括液压支架的制作材料、高级控制功能等，我们的自动化水平才刚刚起步；和国外的高端刮板运输机相比，我们自主生产的刮板运输机的缺陷主要集中于输送机在软启动、自动伸缩机头、在线故障诊断等方面还存在不足；与刮板输送机一样，带式输送机和国外相比，同样在输送机的动态分析、软启动技术和自动化监控智能程度方面存在差距；我国的自动化技术和国外相比，国外煤矿机械装备供应商和科研单位等在采煤机位置的三维检测、工作面设备自动找直和工作面通信技术上明显领先于国内水平。我国采煤技术装备自动化技术新进展近几年，我国的综采工作面单机装备的自动化技术研究取得了较大突破，表现在以下几个方面。4.1液压支架电液控制系统方面基本实现了比如支架的自动升降、自动推移刮板输送机、跟机自动化作业等支架电液控制系统的全部功能，且全部实现了国产化。其中，天玛公司、四川神坤装备有限公司、陕西平阳重工等公司是主要的液压支架研究生产单位，天玛公司独自控制市场销量的一半以上，且研制出了不同煤层厚度的液压支架电液控制系统，实现了支架高度测量、支架姿态检测和控制等技术，能够将支架移动速度控制在10s之内。4.2智能型采煤机控制方面天地科技股份有限公司、太原矿山机械厂等单位采用的最新技术基本实现了记忆割煤和采煤机位置检测以及机身姿态检测等技术，且在薄煤层工作面上基本实现了无人控制。4.3刮板运输机方面刮板運输机的最新研究成果包括了减速器和电动机温度监测、双速电机降压启动以及破碎机自动推移等，我国成套设备供应商如天地科技、中国煤矿机械设备制造公司等均已经实现了装备的国产化，且能够满足国内煤矿企业的生产需要。另外，天玛公司还组建了专业的团队进行综采自动化控制系统的研发，把网络和视频、通信、液压等综合起来，实现了以工作面自动控制为主，视频监控远程干预控制为辅的自动化生产模式，开创了国内自动化生产的先例，且目前已经在小范围进行试点，效果良好。5结语通过自主创新，我国的煤矿开采机械设备制造和自动化技术的研发均已经取得了较大突破，随着国企改革的推进和供给侧改革政策的落实，掌握先进的生产设备和先进的生产技术是每一个企业在兼并浪潮中