難采煤層的采煤機技術現狀及發展趨勢

孫玉成

摘 要:目前,全球經濟持續增長,能源消費也持續增高,2009年國際能源機構發布了《2009世界能源展望》,報告認為:從2007年到2030年,世界一次能源需求量將會以每年1.5%的速度保持持續增長。本文旨在能源市場蓬勃發展的大環境下,針對難采煤層的采煤機技術的現狀及其發展趨勢發表一些個人觀點。

關鍵詞:難采煤層采煤機技術現狀發展趨勢

中圖分類號:TD82 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(c)-0069-01

1 我國采煤機技術發展歷史回顧

我國采煤機技術的起步始于20世紀50年代,當時我國的采煤工藝主要以炮采為主,也有少數的煤礦采用蘇聯進口的機器為主要工具,但是生產效率都較為低下。因此,我國科技人員開始展開調查研究,在1963年,我國設計出了第一臺以渦旋滾筒為工作機構的采煤機。自此,我國的采煤機技術跨入了一個新的領域。經過多次的試驗和改進后,在1997年,我國的山東肥城查莊煤礦連續七個月的月產超過3萬T。自此之后,我國的采煤機技術逐漸進入到了引進、研制、仿制的階段。

1980年,我國將采煤機技術的相關問題提到了日程上,并在1980年,在我國的上海舉行的莘莊會議上,采煤機技術的研發達到了一個高潮,在國家科技委員會的大力支持下,將采煤機技術列入到了“六五”期間國家重點科技攻關項目。就采煤機技術特點來講,相對起步時期已是一個很大的跨越了。采煤機技術的提升主要表現在四個方面:牽引力和牽引速度有了提升;無鏈牽引結構更加安全、可靠;元部件的可靠程度也有所增加;采用縱向布置方式,使整體結構更加牢靠。

我國自20世紀80年代開始,一直到20世紀90年代中期,采煤機技術的開發研究一直處于一個繁榮的時期。在這段時間中,我國在發展縱向布置采煤機系列的同時,還研發出了第一臺多電機驅動橫向布置框架式結構的新型采煤機。該采煤機的技術較以前都有了很大程度的提升,例如該采煤機的截割電機橫向布在搖臂之上,搖臂與機身間沒有動力的傳遞,改變了原來螺旋傘齒輪和橫穿機身的同軸結構,安全系數有了提高。

自20世紀80年代中期到現在,我國已經步入了電牽引采煤機的蓬勃發展階段,采煤機技術也較以前有了一定程度的提高,且有較廣的發展空間。

2 我國難采煤層的采煤機技術現狀分析

據調查顯示,我國煤炭資源大部分都埋藏的較深,都約在600米以上。埋藏深度在600～1000m的約有20%,1000～1500m的約占25.1%,1500～2000m的約為28.1%。這種情況是由我國的成煤條件和多種地質因素造成的。由于我國薄煤層和中厚煤層占多數,因此,我國對難采煤層的采煤機技術的研究是迫在眉睫的。“十一五”期間,我國采煤機制造企業就如何更好的發展我國的難采煤層的采煤機技術,提出了大采高和薄煤層的總方向。

2.1 薄煤層采煤機

這種采煤機的需求市場較為廣闊。在“十一五”期間,我國研發出了具有過夾矸的大功率薄煤層的采煤機,該采煤機的最大功率為925kW,為難采煤層的采煤工作提供了安全保障。

2.2 一次采全高高產高效采煤機

目前,我國已經具有成熟的技術和設備,能夠實現厚煤層一次性采全高。我國目前采煤機技術一次采全高可達到6.5m,功率最大為2550kW,年產600Wt的目標也具有了實現性。

2.3 信息技術的廣泛應用

信息技術在我國采煤機中得到了廣泛的應用,在“十一五”期間,采煤機的智能化水平成為了我國采煤機的重點發展方向。目前,我國采煤機已經實現了遠程職能監測,在采煤機工作的過程中,各項工作和數據情況都可以通過網絡傳輸到地面的計算機上,有利于工作人員對其進行遠程監控和故障診斷,為采煤工程中安全提供了良好的保障。另外,將信息技術運用到采煤機工作中,使得采煤機具有采煤機記憶截割功能,此項功能是指在在煤層起伏不大的情況下,可以通過此項功能,實現一些操作,例如調高等,這對我國采煤機技術的研發也是一種進步。

3我國難采煤層采煤機技術的發展趨勢分析

3.1 薄煤層采煤機

我國在“十一五”期間已經研制出了適用于薄煤層開采的采煤機,但是此類采煤機的開采方式還不夠先進,“十一五”期間研制出的采煤機采用的技術大都為液壓牽引方式或是非機載形式,而近幾年我國研制出了利用機載交流變頻電牽引技術的采煤機,此種技術相對以前來講,技術的先進程度有了一定的提高,但是對這種技術的研究和應用不具有系列化,其牽引強度和截割技術都還不夠成熟?？傊?我國薄煤層采煤機技術較以前來講,已經有了很大程度的提高,但是也有不夠完善的地方,材料和工藝對采煤機技術的發展制約力還較大,導致薄煤層采煤機不足以滿足煤礦生產的需求。

3.2 急傾斜煤層采煤機

急傾斜煤層采煤機的應用大多是在我國的南部煤層開采中,由于我國南部的煤層條件較為復雜,多為高瓦斯、傾斜角度較大的煤層礦井,而目前我國的采煤機大多適宜的角度為45°左右。因此,個人認為,急傾斜煤層采煤機是未來我國南部煤層采煤機的主要研究發展方向之一。

3.3 大功率高產高效采煤設備

煤炭生產和開采目前正處于繁榮時期,未來也會繼續蓬勃發展的。我國煤炭的勘探范圍正在不斷的擴大,根據我國煤炭勘測調查顯示:煤層厚度≥7m的煤層數量不斷增加,這也就意味著,對我國大功率高產高效的采煤設備的要求不斷提高,需求量也不斷的增加。因此,大功率（≥3000kW）高產高效的采煤設備的研究必然會成為我國采煤機技術未來研究的重要方向之一。

3.4 少人、無人工作面采掘成套設備

目前,我國煤礦井下生產設備自動化的程度正逐漸的提高,為了能夠更好的保證煤礦生產的安全,自動化、智能化的采煤機被列為了“十二五”期間采煤機發展研究的主要方向之一。如果一個工作面的采掘設備的操作人員不高于四人,那么煤礦生產的安全系數也會隨之提升一個檔次。因此,我認為少人、無人工作面采掘成套設備是我國未來采煤機技術的發展趨勢之一。

4 結論

綜上所述,經過半個多世紀的開發研究,目前我國的采煤技術已經日益成熟。但是,站在國際角度來看,我國的采煤技術和國際的采煤技術還存在著一定的差距。經過上文的分析,我們不難看出,只有在采煤機技術上不斷的研究、發展,才能夠實現真正的突破,帶領我國的難采煤層開采行業走入一個新的階段,引領我國煤炭開采行業繼續蓬勃發展。

參考文獻

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