煤矿无轨和输送机运输设备的现状及发展趋势

郝丽娅

（中煤科工集团南京设计研究院，江苏 南京210031）

煤矿生产过程中，井下运输是非常重要的环节，不仅需要效率，更要注重安全。随着科学技术的日新月异，煤矿机械化水平有了一定程度的提升，伴随着新型的运输设备的不断出现，可以明确的看出，煤矿井下运输设备的进步标志着煤矿技术的前进。目前，煤矿井下运输系统以及设备有：无轨辅助运输设备、无极绳绞车、带式输送机、刮板输送机等。本文主要针对煤矿无轨及输送机运输设备的现状以及发展趋势进行深入分析。

1 无轨运输装备现状以及发展趋势

1.1 无轨胶轮辅助运输设备的现状

经过几十年的研究、学习，我国煤矿无轨辅助运输设备的研制水平有了一定程度的提高。20世纪90年代初期，部分大型矿区开始引进成套无轨胶轮运输设备，有效地提升了矿井生产效率。与此同时，相关研究院在研究的过程中逐渐与大型煤炭企业进行合作，不断学习外国的先进技术，进行深入研究，研究出了20多种型号的柴油机无轨胶轮辅助运输车辆，其性能均能达到国际先进水准。目前，许多大型煤炭企业都在积极探索无轨胶轮辅助运输的可能性，无轨胶轮辅助运输不仅能有效提升效率，而且能提升安全性，能在井下灵活面对很多情况，其优越性不可忽视，务必需要得到重视。但是，实际情况来看，整个水平还处于较低的位置，特别是重型车辆，如果与国际先进技术标准来对比，还存在一定程度的差距。

主要体现在以下几个方面：

（1）关于煤矿无轨辅助运输设备的基础研究相对薄弱，关于这方面的研究标准还处于初期阶段，即使到现在，都还没有真正构建起一套完整的防爆体系以及理论依据。

（2）煤矿无轨辅助运输设备在发动机、变矩器以及桥等关键部件的可靠性研究无法达到国际先进水准，并且存在很大的差距。

（3）没有真正掌握到煤矿无轨辅助运输设备的核心技术。

（4）无轨辅助运输设备在自动化、信息化程度方面依然没有达到应有的标准，实际使用中，无法发挥其应有的功效。

（5）在检验方式、检验技术以及检验设备方面与现代化标准还有一定的差距，无法满足规模化生产的需求。

1.2 矿井无轨胶轮辅助运输设备的发展趋势

从矿井无轨胶轮辅助运输系统的特点来看，目前只能应用于水平与倾角在12°以下的煤层作业环境中。根据我国煤矿地质的大致条件，我国有三成以上的煤矿都能采用无轨胶轮辅助运输系统，所以，会有较大的研究空间与市场需求。目前，研究的主要任务是：针对现有的无轨胶轮车的性能与可靠性进行完善与改进，重点研究对象逐渐转移到大中型多功能车、重型铲运车等运输机械方面；针对防爆柴油机胶轮车的性能进行不断完善，不断开发新型产品，尤其是需要加大对蓄电池方面的研究力度，从而提升动力车辆的作业效率。坚持从实际情况出发，研发适用于大型设备运输的履带式无轨运输机械。总的来看，无轨辅助运输机械设备的发展前景要注重多样化发展，产品要有针对性，功能要全面。

2 带式输送机的现状以及发展趋势

2.1 带式运输机的发展现状

带式运输机的优势在于运输量大、运输距离较长，能有效实现持续运输，并且具有较高的可靠性，尤其是可以实现集中自动化控制。因此，煤炭生产是离不开带式输送机的。20世纪90年代初期，相关研究部门及人员在不断地努力下，通过引进、消化吸收国际先进技术，研制出的带式运输机的功能能有效满足当时煤矿井下运输的要求。表1为目前我国带式输送机的常用机型以及重要参数性能。

表1 带式输送机的常用机型以及重要参数以及性能

根据表1得知，带式输送机的机型是非常多的，尤其在技术性能方面需要得到提升，在最近几年，各大科研机构与设计部门充分利用动态分析的方法来研究带式输送机的启动性能，运用智能化控制技术等等开发出关键设备的新产品，从而成功研制了多种软启动与制动装置以及可编程电控装置，有效提升了带式运输机的启动性能，充分发挥带式输送机系统自动化的功能。

2.2 带式输送机的发展趋势

目前，煤矿井下带式输送技术有了一定的成果，与国际先进机型标准进行对比，我国的机型大部分都属于偏小型，在4m／s带速以下，设计过程中主要采用静态设计的方式，关于带式输送机的动态运行状态则没有进行深入考虑与研究，导致成本加大，运行效率低，缺乏可靠性。为了不断适应时代的发展，就必须要提升我国带式输送机的制造水平。因此，需要有这样的发展趋势：

（1）加强设计能力。带式输送机设计过程中一定要突破静态设计法的瓶颈，要将其动态运行方式充分考虑进去，从而深入研究。

（2）特殊机型的开发。我国地大物博，各个地区的煤矿地质条件必然存在一定的差异性，因此，要根据实际情况来对特殊机型进行开发，这样才能满足不同地区的不同要求。

（3）制造质量的保障。煤矿工作环境十分恶劣，对于运输机械的要求也非常高。因此，带式输送机的质量以及可靠性是非常重要的，在设计过程中应该坚持以质量第一为原则，以安全为基础提升运行效率以及可靠性。

（4）自动化水平的加强。带式输送机设计过程中充分运用动态性分析技术、下运制动技术、中间驱动技术、可控制启动技术等等，方可将自动化水平进行有效的提升，最大限度保障其可靠性，在实际的环境中稳定运行。

3 刮板式输送机的现状以及发展趋势

刮板输送机是煤矿工作过程中的关键设备，不仅能运煤，并且有为采煤机的运行轨道、液压支架的推移支点的作用。由此可见，刮板运输机的稳定性、安全性以及可靠性与煤炭稳定生产有着紧密的关系。

3.1 刮板输送机发展现状

最近几十年，随着机械化的不断普及，煤矿开采技术与机械设备得到了快速地发展，为了更好的适应市场的需要，我国相关研究院与各大煤炭机械生产厂家合作，不断开发出一些新型的刮板输送机，并逐渐形成多功能、多结构类型、多系列的刮板输送机产品，尤其是自动性能上有了很大程度的提升。为煤矿综采机械化水平的提高与企业经济效益的增长发挥了重要的推动作用。我国目前刮板输送机产品呈现出品种形式多样化、结构多元化、产品配置多类化的情况。

（1）结构多样化。设计单位根据国家相关部门提供的煤炭生产实际需要情况，再通过对市场的研究，不断完善与改进输送机的结构。传统的刮板输送机中部槽的结构通常是单一的档、铲板结构，随着不断地改进与完善，逐渐设计形成了整体焊接结构、框架结构、C型槽结构等多样化形式的刮板输送机中部槽结构。

（2）刮板输送机品种形式的多样化。由于市场需求的不同，生产厂家与设计部门共同开发了各种系列的刮板输送机，由于启动方式存在差异性，还分为阀控充液式液力偶合器启动、可控GST启动传输系统与交流电机变频调速启动；根据实际的槽宽可以划分为630、730、765、800、830、960、1000、1200系列；基于紧链方式的差异性可以划分为自动紧链系统与手动紧链系统；另外，还可以根据装机功率划分系列。

（3）产品配置的多样化。在刮板输送机设备启动当中充分应用了调速偶合器、限矩摩擦离合器、液力偶合器等多种软启动技术；并且充分应用自动伸缩机尾、液压链条自动张紧等机电一体化技术到刮板输送机自动化生产控制当中，尤其在过载保护过程中起到了实质性的作用；在刮板输送机运行状态监测过程中应用温度、速度、张紧力等监控装置，及时发现问题并第一时间解决。

3.2 刮板输送机的发展趋势

目前，我国存在的刮板输送机产品相对丰富，中小型的刮板输送机能充分满足小型煤矿开采的需要，但是针对高端产品与技术开发方面来说，特别是其中的关键部件的自动化与可靠性还是与现代化标准存在较大的差距。例如：软启动装置、过载保护装置以及链条自动张紧装置，这些技术属于高新技术，目前，我国研究与生产还需要进一步地努力开发，才能更好地提升刮板输送机机电一体化控制质量。其发展趋势如下：

（1）设备要趋向于自动化。刮板输送机自动化是根据刮板输送机启动到运行过程中的负载情况，从而实现自动调整输送机运行参数的目标，做好自我控制，最大限度保障机械设备的安全以及稳定运行，最终将运输机械设备的性能充分发挥出来，提高煤炭开采的生产效率。还可以通过液压支架、采煤机以及刮板输送机的联合作业，实现无人操作的自动化开采。

（2）设备重型化。设备重型化是煤炭集约化生产、高强度开采以及单机单采不断提升的要求，是控制成本、提升生产效率的主要方式。未来煤炭企业的发展，一矿一面、一个采区、一条生产线的煤炭开采区会越来越多，工作长度会提升到300m以上，所以，重型化设备必然是未来煤炭开采机械设备发展的主要方向。

（3）设备智能化。刮板输送机智能化生产是需要通过传感器以及监控设备等等，对正在运行的设备进行监控，实现及时检查开采情况的目标，并通过专家故障诊断的数据库来对出现的故障进行分析，从而明确故障原因，及时消除安全隐患。尤其是对运行状况的预测功能，能有效将部分事故维修转化为事前维修。

总之，随着煤炭科技工作者的不断努力，坚持长期对技术的开发创新，有效推动了我国煤炭开采事业的发展，尤其是无轨辅助运输设备、带式输送机设备以及刮板输送机方面的开发与应用得到了前所未有的进步。在未来的发展中，还需要对各大机械设备的关键技术进行深入研究，要善于借鉴国际先进经验，引进、消化，再根据我国煤炭开发的实际情况，研制出符合现代化标准的煤炭井下运输设备。

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〔2〕张宏富.带式输送机发展方向的研究〔J〕.能源技术与管理，2006，（1）：49－51.

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