論機械自動化在煤礦中應用的發展

姚 鈺

（太原理工大學機械工程學院，山西 太原 030024）

論機械自動化在煤礦中應用的發展

姚 鈺

（太原理工大學機械工程學院，山西 太原 030024）

隨著煤炭工業的發展，煤礦機械化和自動化水平的提高，綜合機械化及電氣自動化在煤礦行業得到廣泛應用，為現代化煤礦實現高產高效發揮了巨大的促進作用。文章分析了我國機械自動化技術的發展現狀和未來趨勢，探討了機械自動化在煤礦中的應用，并指出了改進措施，為我國實現煤炭工業的可持續發展提供幫助。

機械自動化；煤礦；應用；發展

1 我國機械自動化技術的發展現狀和未來趨勢

我國的機械自動化技術同發達國家相比還不夠很先進，尚未實現完全的大范圍的自動化，故應遵循實用性和適應性原則，在確保生產柔性的基礎上優化人機界面、健全信息系統、發揮計算機管理的作用，結合使用普通設備和機械自動化設備，人工干預某些環節，保證機械自動化的應用符合我國國情。因此，我國還要學習、融匯國外的自動化技術理論，從我國基本國情出發、創新機械自動化方面的技術，以經濟適用和實際需要為導向，研發柔性機械自動化技術，通過效益驅動逐步進行適度集成。

機械自動化技術的發展，需要電子學、零件檢測、自動化生產線等配套技術和設備的支持，需要研究自動化元件、控制系統、微處理機、新型刀具、系統軟件、可編程控制器等相關技術和設備，引入相關學科的新理論和新技術，使機械自動化技術得到更新發展。由此可見，我國不僅要提高起點、以國際先進水平為目標，還要大力研發低成本、高效益的自動化技術，同時兼顧提高與普及，才能使機械自動化技術真正走向高速、高質、高效。

2 機械自動化在煤礦中的應用

2.1 機械自動化在煤礦中的概況

近年來，我國煤礦建成數量快速上升，大中型煤礦超過1500處，產能占全國60%。2009年底大中型煤礦的采煤機械化程度已達93%，工作面月均單產達到5.73萬t，原煤生產效率達到每工5.43t。我國煤礦產能、效率的大幅度提高，離不開機械自動化技術的應用，主要得益下列三點：

1）采掘設備取得突破：從20世紀80年代開始，我國大力引進先進采掘設備和技術，為采掘機械化打下基礎。目前，我國煤炭生產設備的制造技術不斷發展、成熟，高效綜采成套設備逐步實現國產化。神華等企業合作研發的7m液壓支架，不僅擁有完全自主知識產權，還是世界第一高的支架，終結了大型支架依賴進口的局面。中煤完全自主研發的重型刮板輸送機，能夠滿足年產千萬t以上大型礦井一次采全高綜采工作面的要求。我國已有自主生產年產千萬t綜采成套設備的能力，并在打破依賴進口局面、滿足自身需求的基礎上，我國的采掘設備已出口到美國、土耳其、俄羅斯、印度、印尼等國，開始走向世界。

2）煤礦建設取得突破：超級工作面產煤大國長期研發的方向，具有采高、采寬、產量大的特點。多年來，我國借鑒國際先進理念，經過產學研的共同開發，已經緊跟國際潮流，可以獨立設計千萬t礦井和露天礦。目前，我國多數新建礦井簡化生產系統、除去井底車場，利用膠帶輸送機連續運輸煤炭，利用無軌膠輪車提高運輸效率，實現了大采高厚煤層一次采全高綜采面、年產量超過千萬t的成果，建成了一批千萬t級的特大型礦井、兩千萬t級的露天礦，我國綜采工作面的技術經濟指標已經達到世界先進水平，并有多項成果突破世界紀錄。

3）采煤技術取得突破：近年來，我國在井工煤礦方面取得了突破性進展，千萬t級綜采工作面是新建礦井最為主流的模式：大采高綜采技術世界領先，綜采工作面采高超過7m，綜采放頂煤技術世界領先：山西、寧夏等省區礦井的自動化采煤試驗獲得突破，通過遠程控制實現了綜采工作面主要環節的控制和調整。我國露天煤礦的連續和半連續開采得到突破性發展，原煤生產能力已達兩千萬t/a以上。

2.2 機械自動化在煤礦中的具體應用

1）短長壁綜采是在已掘巷道巷柱式開發區內布置長壁工作面，并采用了綜采成套設備回采煤柱的新式采煤法。長壁綜采是一種產量較高的采煤法，其工作面巷道布置僅有回風平巷、運輸平巷和開切眼，通風系統完善良好。短壁綜合機械化采煤工藝的應用，主要基于兩個條件：回采巷道實現機械化快速掘進和實現了綜采工作面上、下端頭的快速作業；這種采煤工藝使用于開采緩傾斜中厚及厚煤層的中小型礦井，以及大型礦井回采塊段小、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

2）采煤機從中厚煤層起步，發展到薄煤層、大功率、大采高強力滾筒采煤機。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層；支架型式由占主導的掩護式，逐漸發展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤(單輸送機)、兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架等多種架型。

3）綜采工作面裝備遠程監控及專家診斷系統的可靠性，是國產采煤機研究的主要內容；該系統能夠實現綜采裝備液壓支架和采煤機的遠程監控，使采煤機可按煤層的變化實現自動割煤，可報煤層的軟硬自動調節采煤速度，檢驗并完善動態監測綜采支架液壓系統壓力和各受力點的狀態，自動調節支架推移輸送機的拉移等。

3 提高煤礦生產機械自動化水平的改進措施

1）提高煤礦生產機械自動化水平，有助于提高資源利用率和工效，降低勞動強度，實現安全生產。因此，國家很重視煤礦機械自動化的應用發展，加大政策扶持力度，給予財政等的持，加大技術攻關力度，扶持煤炭院校，改善煤礦工人待遇；以產學研聯合共同研究基礎理論和新的技術、工藝、產品，并與國際組織合作；創新煤礦建設理念，解放思想，引進高效運作模式，使礦井布局實現集中化、運輸實現膠帶化、采掘實現綜合機械化、輔助運輸實現連續化、關鍵生產設備實現自動化；提高設備制造能力，在國家的大力支持下，各相關企業必須加大自主研發力度，加強企業間的協作，加快設備國產化和科技創新進程，攻克密封件、電液控制系統等關鍵技術。

2）煤礦需要繼續提高設備效率，認真做好設備安裝拆除工作，以提高設備利用率，減低生產成本，具體措施有：局部加強支護強度，以減小巷道變形量；增大綜采面寬變和高度，以增加作業空間，盡快淘汰、更新絞車等基本工具，以提高工作效率；合理使用設備，具體措施有：增設電機電流監視器，以避免特殊工況下電機燒毀；增設導管將回油用來潤滑軸承，以避免通軸軸承在使用中損壞等；做好檢修維護工作，制定并嚴格落實操作、檢修、維護制度及相關的檢修記錄、獎懲機制等，以確保及時維修。

4 結束語

科技是第一生產力。提高煤礦機械自動化應用水平，關系到煤炭工業的健康發展，因此需要端正思想、循序漸進、堅持不懈，以提高機械自動化在煤礦中的應用發展水平。

[1] 吳義祥.煤礦綜合自動化系統的研究[J].工礦自動化，2010(09)：151-154.

[2] 聶海波.機械自動化技術的應用研究[J].科協論壇(下半月)，2011(02)：90-91.

[3] 魯先珉.機械自動化發展趨勢研究[J].黑龍江科技信息，2011(23):45.

[4] 曾長春.提高礦山作業機械化與自動化的幾點建議[J].黃金科學技術，2004(03)：25-27.

[5] 趙增玉.煤礦企業自動化建設需重視的問題探討[J].工礦自動化，2011(01)：55-56.

[6] 南麓崚，朱吉茂，楊國棟，高春雨.淺談我國煤礦機械化發展水平[J].煤炭工程，2010(08)：71.

Onmechanical Automation Application Development inmines

YAO Yu
(College ofmechanical Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024)

With the development of coal industry,minemechanization and automation level increase.Comprehensivemechanization and electrical automation,having been widely used inmine industry,have played a great role in the realization of high yield and high efficiency inmodernmines.The article analyzes the state and trend ofmechanical automation technology in China,discusses its application inmines,and proposes improvement in order to contribute to the coal industry's sustainable development in China.

mechanical automation;mine;application;development

TD4

A

2011-07-27

姚 鈺（1963—），男，廣東梅縣人，本科，工程師，從事機械工程教學實驗工作。

劉新光