我国采煤装备发展现状

尚建荣

(山西兰花科创伯方煤矿分公司,山西高平 048411)

我国采煤装备发展现状

尚建荣

(山西兰花科创伯方煤矿分公司,山西高平 048411)

煤矿开采是煤矿生产的重要环节,先进高效的采煤装备则是提高煤矿效率、降低成本和保证安全的核心方法。指出了我国采煤装备在可靠性、稳定性、工作效率、大型化和智能化等方面的不足及其原因。详细介绍了我国在刮板输送机智能化、采煤机智能化、液压支架大型化、成套装备关键技术、远程遥控采煤、采煤装备融资租赁等方面取得的成绩。

采煤装备 采煤机 液压支架 输送机 智能化

“十一五”以来，国家以大基地、大集团、大煤矿建设以及淘汰落后产能为重要抓手，加快推进煤炭产业结构调整。2012年以来，我国煤炭需求总量减缓，煤炭价格呈现下行趋势。在这样一种形势下，煤炭生产企业更多地把工作重心放在如何提高效率、降低成本和保证安全三大问题上。而先进高效的煤矿机械设备能促进新技术、新工艺的衍生，也是解决这三大问题的核心方法之一，因此步入历史上最好的发展阶段。

1 采煤装备发展现状

我国鼓励煤炭机械制造企业由单机制造为主向系统集成为主转变，并引导专业化零部件生产企业向专精特方向发展，以技术装备水平的提高，支撑中型煤矿机械化程度提升。但当前我国煤炭机械装备制造水平与煤炭工业整体发展要求相比，存在着装备水平发展滞后的问题。特别是具有自主知识产权的大型综采设备的制造设计、高强度材料、加工工艺和关键质量指标等方面，同国际先进水平还存在不小差距。

首先，可靠性差、稳定性差、效率低。虽然中国制造的采矿设备在参数和应用方面与国外产品相差不大，但在现场使用的可靠性和适应性方面却差距较大。

其次，大型化程度较低。随着我国煤炭资源整合力度加大，开采规模扩大，煤矿的大型化开采已成趋势，但国内采煤设备的大型化并不理想。

最后，智能化水平较低。国外采矿设备的智能化作业质量和效率，是中国无法相比的。

究其根源主要有以下三个方面:一是知识产权保护力度不够，创新和研发环境欠缺，企业和个人缺乏积极性。二是激励机制不够，创新精神缺乏。三是对煤矿设备的理解过于局限。采煤设备不仅仅是设备本身的性能问题，更重要的使命是为用户提供个性化的最终解决方案，涉及到生产线的成本控制、工期控制和工程预期收益的达成。这需要包括财务、管理、技术等多方面的配合才能有效完成，这对中国的矿机行业形成了更大的挑战。

2 主要采煤装备取得的成就

2.1 刮板输送机智能化

天地奔牛集团研制的智能刮板输送机为世界首套智能控制大型刮板输送机，并实现皮带机、采煤机等采掘系统的双向协同作业，整体技术指标达到国际先进水平。它具备煤量感应链速控制、全范围变频调速、工作面条件及采煤机状态的变速决策系统以及停机松链保护等创新功能。与传统机型相比，具有节能降耗、高可靠性、长寿命的优势，可用于我国年产200万吨至1200万吨的骨干煤矿的综采、综放工作面生产，对煤炭高效清洁开采和提升我国煤矿机械装备水平具有重要意义。

2.2 采煤机在智能化、机身低方面获重大突破

太重煤机公司成功研制智能型电牵引采煤机，功率达2660千瓦，可实现煤岩识别、远程集中控制等现代化智能功能，标志着我国向最终实现无人采煤工作面迈出了重要一步。鸡西煤机公司研制的MG350/811-MD型采煤机具有整机重量大、装机功率大、机面高度低、过煤空间大、稳定性好、采煤效率高等特点，可实现故障诊断、人机交互对话、记忆分割、分段遥控等功能，已达到国际先进水平。天地科技上海分公司与神华宁煤集团共同研制的MG750/1920-WD型电牵引采煤机，大大提高了采煤机在特殊条件下的适应能力。解决了倾斜厚煤层中大自重倾斜采煤机左右牵引负荷不平衡、启动下滑和溜坡等关键技术难题，使大功率采煤机的工作面最大倾角由目前的15°增大到35°。

据统计，我国超过85%的矿区均有薄煤层(1.3米以下)分布，可采储量约为60多亿吨，占总可采储量的19%。由于薄煤层开采难度大，投入产出低，一直被认为是“鸡肋”，许多煤矿都将薄煤层搁置。这不仅造成煤炭资源浪费，还留下不少安全隐患。三一国际自主研制的400B系列薄煤层采煤机，具有采高最低、自动化程度最高的特点，是世界上最短机身的采煤机。与国内外同类产品比较，具有截割密度大和自动化智能化程度高等优势，进一步提高了设备的适应性和抗振能力。西安煤矿机械公司联合陕煤黄陵矿业公司最新研制的MG2×200/925-AWD型采煤机，集成国内先进的抗干扰技术、总线技术、控制技术和数据双向通讯技术等工艺，具有井下通讯、定位、监视和控制系统操纵采煤机设备等功能，提高了采煤安全系数和生产效率，满足了自动化矿井对较薄煤层工作面采煤机开采的要求。

2.3 液压支架大型化

神华神东煤炭集团与郑州煤机共同研制开发的国内首套架宽2050毫米、工作阻力18000千牛的3.9米放顶煤液压支架，由电液控制系统、喷雾系统、数据传输装置、主供回液系统、负压除尘系统、数据上传系统等组成，是目前国内3.9米放顶煤液压支架中工作阻力和单台宽度最大的液压支架。目前，我国放顶煤液压支架均为手动控制，移架速度慢，劳动强度大，兖矿自主研发的电液控放顶煤液压支架与我国目前使用的四柱式放顶煤液压支架相比，避免了体积大、受力不均衡的缺陷，实现了自动割煤、移架、喷雾相结合。与同等效率的液压支架相比，可减少用工人数50名至80名，并最终实现工作面无人值守。

2.4 成套装备关键技术取得较大进展

为解决大倾角煤层综采综放开采中的共性技术难题，中煤装备公司联合行业骨干企业、高校经过10余年“产学研”联合攻关，成功研制开发了达到国际领先水平的电牵引采煤机、液压支架、电液控制系统和刮板输送机成套装备，并获国家科技进步二等奖。该成套装备技术首次实现了35°～55°大倾角煤层的安全高效开采，目前已在全国30多个矿井的大倾角煤层推广使用，并出口到俄罗斯、孟加拉、印度等国家。

目前，厚度14m以下煤层开采技术已基本解决，但厚度14m以上的煤层在全世界范围内还没有一种安全、高效、高回收率的开采技术。而从我国煤炭资源储量来看，特厚煤层储量丰富，总资源量上万亿吨。因此实现14m以上煤层安全高效开采，成为了保障我国煤炭工业持续发展和能源安全亟待突破的难题。中国煤炭科工集团研发完成的“特厚煤层大采高综放开采关键技术及装备”项目因成功解决了14—20m特厚煤层开采的世界性难题，实现了厚煤层开采技术与

············装备的重大突破，获得了国家科学技术进步奖一等奖。该装备技术开发了世界首套年产千万吨特厚煤层大采高综放开采成套设备，实现了千万吨综放工作面装备的全国产化;首次开发了特大断面全煤巷道高强度锚杆锚索联合支护技术及材料，解决了大采高综放开采全煤巷道支护技术难题，保障了巷道安全与工作面快速推进;开发出大采高综放工作面瓦斯防治与综合防火安全保障技术，解决了“低瓦斯赋存、高瓦斯涌出”高强度综放开采瓦斯治理难题和高综放工作面防火难题。研究成果已经在大同塔山煤矿试验成功，年产量达1085万吨，并在大同、平朔、神东、新疆等13个矿区的32个煤矿得到推广应用。

太原重型机械集团煤机公司和西山煤电集团等单位承担的“十二五”智能制造装备发展专项“煤炭综采成套装备智能系统开发与示范应用”，为国内首套智能型千万吨级煤炭综采成套装备，实现了采煤工作面设备智能化控制及自动化生产，获得了一批具有自主知识产权的专利技术，多项创新技术填补了国内外空白，标志着我国向实现“自动化采煤工作面”迈出重要一步。

2.5 远程遥控采煤得以实现

神宁集团梅花井矿实现了“以工作面自动控制为主、监控中心远程干预控制为辅”的工作自动化生产模式。操作人员在办公室使用电脑智能化系统就可实时监控跟踪井下的生产情况，在自动化监控中心就可以远程操作顺槽、皮带机、破碎机、刮板机、转载机，减少了人员主观因素导致的反复开停机、未按操作规程操作耽误有效工时，大大降低了员工的劳动强度，实现了综采工作面的高产高效。国内首个全视频集中控制、综采自动化工作面—神东煤炭集团石圪台煤矿31202综采工作面，实现了工作面视频画面拼接和部分设备的远程控制，标志着综采自动化项目初现成果。综采工作面视频监测系统是国内首套井下视频拼接系统，在国内煤炭行业尚属首例。

2.6 采煤装备融资租赁渐成模式

现代技术服务业以创新的模式展示风采，在重点领域建设、企业技术服务、现代服务业发展的相互合作和资源融合，逐步构建了金融与煤机企业的发展平台。

3 结语

据统计，我国煤炭机械产品更新周期平均为5年。资料显示，2011-2016年的设备更新需求主要取决于2006-2011年的设备投资额。2006年以来我国煤炭机械销量保持高速增长，预计未来几年我国煤炭机械更新换代需求也将保持较快增长。而且，未来几年，小煤矿整合将大幅提高我国煤炭行业的机械化率。所以，采煤装备面临着前所未有的发展机遇和空间。

尚建荣(1973—),女,山西高平人,太原理工大学采矿工程本科毕业,现就职于山西兰花科创伯方煤矿分公司供应科。