摘 要:綜合我國煤炭行業的特點,規模小,裝備落后,機械化、自動化程度低,事故發生率高。提出我國煤炭礦山開采行業面臨的問題,提出解決辦法。合理利用綜采,綜掘,液壓支架,科學的管理,提高我國的煤炭礦山機械行業的現代化水平。
關鍵詞:煤炭裝備信息環保綜采綜掘全自動
中圖分類號:TD82文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0073-02
據悉我國煤炭行業今后幾年將新建煤礦規模3億t左右,將對工業結構進行調整,大力整合、改造現有煤礦、關閉小煤礦、淘汰落后的生產能力,加快大型煤炭基地和現代化大型煤礦的建設,這為我國礦山機械企業的發展提供了良好的機遇。
1 我國煤炭工業機械的現狀和與國際先進水平的差距
1.1 我國煤炭企業的突出特點是,規模小、效率低、安全狀況不好,產業集中度低
據煤炭行業統計數據分析,大型礦井占32%,中型礦井占18%,小型礦井占48%。2004年,全國約有煤礦2.5萬處,95%以上的小煤礦,煤炭產業的集中度只有15%,遠遠低于世界主要產煤國家的水平。2003年10大煤炭公司的煤炭產量約占全球產量的18.81%,有5家公司的煤炭產量超過1億t,其中排名第一的皮博迪公司達到1.83億t,力拓公司達到1.43億t,美國前4家企業的煤炭產量占本國煤炭總量的46.9%。
1.2 我國煤炭裝備落后,機械化、自動化程度低、缺少大型成套設備
據煤炭行業統計數據分析,2002年我國國有重點煤礦采煤機械化程度為77.78%,綜合采煤機械化為62.98%,掘進機械化程度為81.15%,綜合掘井機械化程度為15.03%,特別是鄉鎮煤礦,基本上是非機械化開采。而國外美國久益(JOY)公司、德國德伯特(DBT)公司和德國艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤層一次采全高的高產、高效綜采成套設備。特別是信息技術在煤礦生產中得到廣泛應用,實現計算機監測安全信息,運輸系統、供電系統、和通風系統均無人值守。實行遠程操作,視頻監視,輔助專人巡視。
1.3 煤礦安全生產事故多
我國煤礦安全生產方面,重大瓦斯事故多發,這幾年煤炭產量大幅度增長,煤礦百萬噸死亡率還是下降的。據有關專家講,礦井安全檢測儀表,安全設備均在設計中作了考慮,多數事故都是礦井管理問題,真正因設備問題而發生事故較少。
2我國煤炭工業對礦山機械設備的需求
“十一五”期間,煤炭工業的生產技術水平將明顯提高。國家將建成140個高效安全現代化礦井,國家將加大對煤礦建設項目的支持力度,已先后有17個煤炭建設項目,由國家開發銀行出具貸款承諾,還將100多個高檔普采工作面升為綜采工作面,100多個普采工作面升為高檔普采工作面。這樣,中國大型煤礦采掘機械化程度將達到95%。中型煤礦的機械化程度將達到80%以上;大型煤礦國內先進水平裝備率達到20%,國際先進水平裝備率達到6%,中型煤礦國內先進水平裝備率達到10%,小型煤礦機械化、半機械化程度達30%以上。目前,我國的煤機行業已經由單機制造轉向成套設備制造,大型化,智能化,信息化,環保化方向發展,縮小與國外煤機企業的差距。
2.1 井下綜掘設備
現在大部分煤礦都是回采方式,首先用掘進機在煤層里開辟巷道。以前國內的掘進機主要依靠進口,現在國內出現不少生產掘進機的的公司,規模比較大的如佳木斯煤機廠,太原煤機廠,三一重型裝備有限公司,安徽山河智能等。其產量逐年提升,已經打破了國外壟斷的局面。我們要開發適合自己的掘進設備,掘進機是井下挖掘的最重要設備。雖然國內生產的掘進機總體水平和美國,德國老牌掘進機又一定差距,但是在國人的努力下,我們正在迅速縮小差距,并在某些方面有所趕超。我們的掘進機必須安全、高校、人性化。第一要實用,再漂亮的外觀,到煤井里面都會很快變成黑色,我們生產掘進機必須經久耐用,少出故障。第二要創新,隨著我們采煤技術的發展,煤礦生產規模的擴大,對掘進機的要求越來越高。開發生產出適合時代潮流的掘進機,不能總停留在原來的層面上。第三要和諧,國內的掘進機公司要密切配合,獨木不成林,只有國內煤機行業整體的快速發展,才能表明我國煤機行業的振興。
2.2 井下采煤重點設備
采煤機是實現煤礦生產機械化和現代化的重要設備之一。機械化采煤可以減輕體力勞動、提高安全性,達到高產量、高效率、低消耗的目的。采煤機分鋸削式、刨削式、鉆削式和銑削式四種。
鋸削式采煤機,即截煤機,靠安裝在循環運動的截鏈上的截齒深入煤壁截煤。
刨削式采煤機,即刨煤機,靠刨刀的往復運動刨削破煤。
鉆削式采煤機,靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體,由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎。
銑削式采煤機,靠滾筒上的截齒旋轉銑削破煤。
2.3 全自動刨煤設備
我國薄煤層儲量約占總儲量的21%左右,但是由于煤層薄,作業空間小,工作條件惡劣,薄煤層高產高效開采技術一直是我國煤炭工業研究探討的重要難題。全自動刨煤成套設備(采高0.6~1.8m),主要包括刨煤機、配套刮板輸送機、薄煤層液壓支架、順槽轉載機、破碎機等產品。刨煤機我國生產廠家不多,技術水平不太高。刮板輸送機目前國內有生產的,據說研發效果不太理想,2010年由三一重型裝備有限公司生產的刮板輸送機,實用效果還可以。主要是傳動系統總出問題,因為輸送的重量不穩定,所以這種工況沖擊比較大。嚴重時鏈條斷裂,有時兩邊的驅動系統不同步,中部槽具有彈性或間隙以及間隙等。液壓支架國內生產廠家比較多,產量比較大,技術水平達到甚至超過國外水平。
2.4 礦井提升設備
目前我國約90%的原煤是靠井工開采的,我國煤炭產量到2020年將達20~32億t,綜合估算在“十一五”期間平均年需各類提升機150~180臺套。現在提升設備總的發展趨勢是:總體上向大負荷,高速度,大型化法相發展。無論是煤礦還是金屬非金屬礦山,無論國內還是國外,礦井深度的加大,纏繞式提升機逐漸被多繩摩擦式提升機所代替。提升機電器系統更加自動化,簡單化。我國的礦山提升設備主要問題有:安全保護裝置不到位,缺少深度指示器等,豎井斜井提升設備混用。等。采用恒力矩、恒減速液壓控制系統:采用計算機數字控制自動化運行,提升速度及容器位置的監控全由電氣自動檢測、反饋、調整。實現提升機的全自動化監控運行。
2.5 露天礦井開采成套設備
露天開采占我國煤炭總開采量的10%左右。露天開采與井工開采相比具有煤炭資源利用率高,開采成本低,作業現場和工作人員更加安全等優點。大型露天礦設備從設計、制造到使用的技術性強,世界各國都爭相把最先進的技術成果用在大型露天礦設備上,因此發展大型露天礦設備可以帶動機械、電氣、液壓、信息等行業的發展,推動和促進我國民族工業的發展。在我國大型煤炭基地建設總體規劃方案中,神東、晉北、蒙東(東北)、云貴、黃隴(華亭)、陜西等基地都建有大型露天煤礦,僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬t采選項目中16-45m3礦用挖掘機市場需求量就可達30-50億元。在上述煤礦建設中對礦用卡車的需求量,估計,“十一五”期 間需100t級礦用車在250輛左右。當前需要開發研制斗容28m3、45m3的大型機械式正鏟,斗容70m3、90m3、100m3臂長約為100m的大型拉鏟。開發研制載重170-360t的大型電動輪自卸車,達到國際同類產品的先進水平。
2.6 煤炭洗選加工設備
煤炭清潔洗選加工技術是資源綜合利用的基礎,是提高煤炭熱效率的有效途徑。到2010年原煤入洗率達50%,原煤入洗量提高到11億t,煉焦煤全部入洗,動力煤入洗率達到40%以上。洗選設備是工業原料和能源生產的重要裝備,其效率的提高將成為節約資源和能源的重要環節。隨著大量的小冶金、小煤礦、小水泥企業被關閉,新的大型選礦廠、大型選煤廠和大型水泥廠陸續建設,這對洗選裝備提出了更高的要求,迫切需要處理能力大、選分效率高、運行可靠的洗選設備。洗選設備的自動化、大型化和高效節能化已經成為洗選設備制造企業今后研究的重點課題。
通過多年自行開發和引進吸收,選煤工藝和技術裝備水平不斷提高,重介、跳汰、浮選、動篩工藝以及復合干式技術得到較快發展,形成了多品種、多系列的洗選設備。目前,中國已經擁有一批在世界上處于先進水平的選煤工藝和技術設備
為此,礦山機械企業要抓住目前我國產業結構調整和企業深化改革之機,在國家政策的指導下加快礦山機械企業改組、聯合、兼并、破產、重組和股份制改革的步伐,組建以礦山機械制造企業為主體,有煤炭生產企業入股、科研院所參與的大型礦山工程裝備集團,如中國煤礦工程機械裝備集團、太原重型機械集團煤機有限公司等,形成具有制造和開發能力、工程成套能力、有創新能力的企業實體。把企業建成具有市場競爭能力和抗風險能力的現代化礦山工程企業集團,努力向煤礦提供成套設備,減少用戶的風險,為我國煤炭工業的發展做出積極貢獻。
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