我國采煤機現狀及發展趨勢

(黑龍江科技大學 黑龍江 哈爾濱 150000)

引言

隨著我國易采煤區的不斷枯竭，采煤的難度不斷加大。為了保證我國煤炭能源的安全，同時也為了保證在難度大的采煤區機械保障較高的效率，就必須要在采煤機械上下功夫，提高采煤機械化設備的使用效率，以保證我國煤炭資源的戰略安全。要想達到這個目標，就必須在煤 機數字化、智能化方面實現突破。

一、我國采煤機發展史

為提高我國采煤機的水平，我國的科技人員深入基層調查研究，及時掌握國外采煤機發展動態，于1963年設計出MLQ-64型單滾筒采煤機，這是我國第一臺以螺旋滾筒為工作機構，集破煤、裝煤為一體的采煤機。1965年開始自行研制新型的MLD-100型單滾筒采煤機。

進入20世紀70年代，我國開始研制綜采設備，1970年上海研究院承擔了緩傾斜中厚煤層綜采成套設備中的MD-150型雙滾筒采煤機的設計工作。1975年雞西煤礦機械廠研制出MLS3-170型采煤機投入大批量生產，大大推進我國煤礦機械化的進程。1981年5月在上海莘莊召開全國采掘機械化技術研討會，會上確定了我國采煤機的發展方向，即仿制和自行研制并舉。以西安煤機廠為主仿制EDW 300-L型采煤機，上海分院參與測繪和試驗消化。被列為國家 “ 六五” 科技攻關項目的M G300-W型采煤機由上海分院和雞西煤礦機械廠負責設計與制造。與此同時，山西省與英國安德森公司達成協議，由太原礦山機器廠生產AM500型采煤機。自此，我國形成了大功率采煤機三足鼎立的局面。這3種機型的主要參數如表1

表1 3種機型采煤機的主要技術參數

從20世紀80年代后期至90年代中期的近10年的時間，我國采煤機設計、開發進入了大發展階段。僅上海分院就自主開發了中厚煤層采煤機五大系列30余個品種，在此期間，上海分院還開發了難采煤層采煤機：短壁工作面采煤機、大傾角采煤機、薄煤層采煤機以及爬底板采煤機共計8個品種，有效解決了我國難 采煤層的機械化采煤的難題。

我國于20世紀80年代中期開始步入電牽引采煤機的發展階段。上海分院與雞西煤機廠合作開發研制的MG 2 ×400-W型采煤機，1992年在鐵法曉南礦試驗獲得成功，通過部級鑒定，現已批量生產。在開發MG 2 ×400-W型采煤機的同時，上海分院又開發了M G375-W型采煤機，并且形成系列，分別由無錫煤機廠、西安煤機廠、遼源煤機廠投入批量生產，取得較好的效果。這兩種機型的主要參數如表2。

表2 MG375、MG400 采煤機主要技術參數

從此,我國交流電牽引采煤機開始 進入蓬勃發展時期，2005年初步掌握了大功率大采高采煤機技術和機電一體化技術，2001年大傾角電牽引采煤機和2002年短壁電牽引采煤機標志著我國采煤機總體設計技術達到或接近國際先進水平。2008年由太重煤機生產的 1800kw采煤機全年產煤1015萬t，創造當時中國綜采設備“一礦一井一面單產1015萬t”國內新紀錄的基礎上，2009年1月份又創下118萬t全國月產新紀錄，同時 2009 年研制出世界最大功率2500KW電牽引采煤機，2011年11月研制出世界上最大功率 3000kw電牽引采煤機。

二、國內外采煤機技術的差距

1.產品系統整體可靠性較差。我國基礎工業起步晚，底子薄，采煤機制造需要的原材料和關鍵零部件質量較差，有些小零件精密度不夠，制造相對粗糙，這些問題導致采煤機開機率低，適應性差，壽命不高。

2.產品自動檢測、監控、傳輸性能不完善。大功率采煤機需要高性能微機控制，傳感器多，信息量大，需要信息處理功能足夠強大、人機交互界面足夠人性化。但是目前國內電牽引采煤機傳感器較少，信息量不足，功能相對較差，人機交互系統不夠完善，很難適應井下復雜多變的生產環境。

3.基礎理論研究不足。我國采煤機的產生和發展是基于對國外設備的仿制和改造，沒有掌握核心技術，創新力不足，缺少對采煤機自動控制系統、遠程傳輸系統、故障診斷系統等的深入研究。

三、采煤機技術發展的趨勢

(一)提高可靠性。采用現代設計和分析方法是提升采煤機設計可靠性的必要手段。重點完善和提高系統裝置的抗振、散熱和防潮等性能；隨著計算機與虛擬樣機技術的快速發展，通過三維造型，對產品進行虛擬裝配、制造、試驗、有限元仿真技術，提高了產品的設計質量，優化工藝過程，縮短了新產品的研制周期，開發出長壽命、高可靠性產品。

(二)高度自動化。采煤機自動化程度直接影響了礦井的綜合機械化采煤技術的實施，因此提高采煤機自動化程度迫在眉睫。采煤機高度自動化主要體現在：

1.采煤機記憶割煤技術。實現采煤機截割滾筒的自動調高，利用記憶切割實現采煤機工作路徑的記憶，采煤機利用記憶的相應位置的切割參數自動工作；當煤層地質條件發生變化，采煤機記憶的相應參數與實際參數不一致時，利用人工免疫理論進行數據處理和工作狀態判斷，實現采煤機截割滾筒的自適應調高。

2.采煤機與液壓支架聯動技術。支架可以及時獲得采煤機的位置和方向信息,并根據這些信息自動控制支架的動作。采煤機和支架間的信息傳輸、電液系統的自動控制是實現采煤機與支架聯動的關鍵技術。

3.工作面顯示與信息傳輸系統。開發工作面遠距離無線高速信號傳輸裝置，解決采煤機工作影像 高可靠實時傳輸的研究。在采煤機上安裝高清晰低光攝像頭，隨機監測滾筒位置，并將視頻信息通過隨機光纜傳至回采巷道控制臺計算機。操作人員可以在工作面輸送機頭通過監視計算機監視采煤機工作情況。

四、結論

幾十年來，依靠科技進步，推進技術創新，特別是采用綜采技術后的發展,我國采煤機技術已取得巨大進步，并研制出了適應不同開采條件的綜采成套設備相配套的系列采煤機產品。但是我國目前高端采掘設備在可靠性、自動化監測監控和生產效率等方面與國外產品還存在較大的差距。根據世界采煤機發展潮流和煤炭科技前沿最新消息，在今后的發展中，開發研制安全高效礦井“三機一架”綜合配套技術是我國煤機事業主攻方向。