综采机电设备在煤矿生产中发展趋势探讨

[摘 要]随着科学技术的不断发展，煤矿的机械化程度也越来越高，所以煤矿机电设备也在煤矿中的地位和作用日显突出，在矿井生产中的比重也越来越高。本文就综采煤矿机电设备进行简单介绍。

[关键词]综采机械；液压支架；采煤机；输送机

中图分类号：C93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0232-02

综采技术是我国煤炭行业的一次技术革命，其技术的采用从根本上改变了现今煤炭工业的面貌，导致的最直接的效果是：煤炭的开采方法发生了巨大变化， 各煤矿的生产能力和工作效率急剧增长，煤矿的工作环境和安全问题得到了较大的改善。从20 世纪80 年代起， 经过30 多年的不懈努力，我国的综采技术得到了飞速的发展和广泛的应用，取得了巨大的成就。煤炭的生产能力得到了巨大的提升，综采技术也进一步成熟，部分煤矿采用先进的综采工作面技术已达到或接近世界领先水平。而综采过程中使用的综采机电设备， 其发展直接影响着煤矿能否高产高效。我国目前采用的综采机电设备的产品生命周期、质量、科学管理、高新技术利用等方面与国外先进国家相比，仍存在着较大的差距。

1 我国煤矿主要综采机电设备发展历程及技术成果

第1阶段主要发生在20世纪70年代。通过大量的技术攻关，我国先后研制开发出节式、垛式、掩护式和支撑掩护式的各类液压支架，同时与液压支架相关的立柱油缸、支架阀类、密封件和高压油管等方面的技术也得到了巨大的提高，使我国采煤用液压支架实现了从无到有，达到了基本工作要求。

这个时期，先后研制出垛式、节式、掩护式和支撑掩护式支架，同时集中力量对支架阀类、立柱油缸、密封件和高压胶管等进行攻关研究，使我国液压支架从无到有，实现了“顶得住、走得动”的基本要求。采煤机主要有：DY-100及DY-150型单滚筒采煤机和MD-150型及MLS-170型双滚筒采煤机，其主要特点是装机功率小、有链牵引，输出功率小、牵引速度低，自开缺口差，工作可靠性差。刮板输送机主要为SGW-150 型边双链刮板输送机。

第2阶段主要在20世纪80年代，随着世界各国综采技术的极大发展，我国在消化和吸收外国先进综采技术的同时，也积极地进行综采机电设备技术的开发，从设备的基本设计、具体制造、日常检测和生产使用等方面对液压支架的基本架型、主要结构、工作阻力和系统控制等进行研究和探索，取得了一定的成果，此时综采技术开始在全国各煤矿大面积地进行推广应用。

这个时期，在国内研究攻关的基础上，通过对引进国外支架技术的消化吸收，从设计、制造、检测和使用等各个方面对液压支架的架型、工作阻力、结构和控制系统等进行了大量的实践和研究探索，自主开发了适应不同地质条件和采煤方法的各种不同的液压支架，主要有ZY 及QY 系列、ZYZ 及ZYQ 系列、大采高液压支架、薄煤层支架、大倾角液压支架、铺网液压支架等，可以说我国液压支架的多样性是世界上最丰富的。

采煤机主要有：MG-300W、MXA -300/3.5、AM-500 型双滚筒采煤机，其主要特点是：无链牵引的推广应用，使采煤机工作平稳、使用安全，元部件研制和加工技术的提高，促使采煤机土作可靠性大大提高。我国的输送机基本形成了槽宽为730mm和764mm 两种系列、多种型式这样的格局。

第3阶段20世纪90年代开始至今，随着科学技术的发展， 煤矿综采设备和技术得到了完善、改进和创新，高产高效的综采工作面和矿井得到大量的建设。

这一阶段，液压支架的计算机辅助设计、手动快速移架和大流量供液系统的实现及高稳定和高可靠性支架的成功研制，为我国煤矿的高产高效创造了基本的条件。此阶段，我国煤矿采用的放顶煤技术达到了世界领先水平，其采用的放顶煤液压支架大都是四柱低位放顶煤支架，主要有三大类：①轻型单摆杆放顶煤液压支架，其典型代表有ZF2600/16/24B 等； ②四柱支撑掩护式低位小插板放顶煤液压支架，主要类型有ZFS6200/18/35 等；③四柱反四连杆低位大插板放顶煤液压支架，基本类型有ZFSB4200/17/28 等采煤机主要有MG 系列型双滚筒采煤机，其主要特点是采用多电机驱动横向布置的总体结构，全部实现电牵引，液压紧固技术的成功研制和使用。输送机主要研制了SGZ880/800 型整体铸焊溜槽、交叉侧卸式刮板输送机和可伸缩机尾调链的SGZ96O/750 和SGZ900/750 型刮板输送机。

2 我国主要综采机电设备发展存在的问题

随着科学技术的快速发展，我国各矿业集团的主要综采机电设备也得到了较大的发展，但与国外采用的先进综采机电设备相比，还存在较大的差距，目前主要存在的问题有以下几个方面：

（1）综采机电设备零部件的标准化、规范化不足。由于各零部件的标准化和规范化方面存在的问题，当零部件出现问题时，零部件的换装将出现不可避免的问题，这在很大程度上影响到了设备的整体使用寿命，在一定程度上也造成了在设备成本投入上的较大浪费， 即造成了生产成本的较大提高，降低煤矿企业的竞争力。

（2）综采机电设备的材料、加工工艺及总体性能等落后于世界上发达国家。以综采工作面三大件之一的液压支架为例，先进国家已广泛采用屈服极限为700～900 MPa的钢板，而我国各煤矿采用的液压支架仍然采用的是300～600 MPa左右的钢板，在稳定性和焊接加工工艺等方面差距还十分明显，故部分综采机电设备仍需进口。

（3）综采主要机电设备部分实现了远程监控、诊断保护和自动报警等功能，但未能覆盖大部分的机电设备。国外先进煤矿已广泛采用了对综采机电设备的远程监控等技术，覆盖面相对广泛，我国煤矿仍有改善提高的空间；

（4）管理综采机电设备的人员素质有待进一步的提高。通过对我国煤矿机电方面安全事故的了解，很大部分的安全事故是由于管理操作人员的疏于检查管理、误操作、使用不规范等原因造成的。部分单位还存在对机电专业队伍的人才建设投入不重视等现象，造成了管理操作综采机电设备的人员队伍的落后。

3、我国煤矿主要综采机电设备的发展趋势

3.1 双滚筒采煤机

按电机类型分为直流电机驱动和交流电机驱动。而以电牵引取代液压牵引，体现了新的设计思路，综合技术水平也有了飞跃性提高。依靠科技进步、推进技术创新，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，根据世界采煤机发展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我国采煤机具有以下几个方面发展趋势。

（1）大功率、大截深电牵引采煤机采用多电机横向布置设计方案，使机器结构布置有了新发展，此设计省去了圆弧锥齿轮，简化了机械传动系统，提高了传动系统的可靠性和传动效率，降低了制造成本，且操作简单安全，维修方便，为大幅度提高采煤机功率创造了条件。

（2）大功率采煤机的工况监测、故障诊断与控制系统装备了以微电子计算机为核心的电控系统，采用先进的信息处理和传感技术，对采煤机的运行工况和各种技术参数信息进行采集、处理、显示、存储和传输，并通过编程对采煤机继续全面控制、监测和保护，故障自动查询诊断功能。

（3）应用高新技术，严格管理，提高可靠性和易维修性。

3.2 液压支架

（1）用电液控制系统代替手工操作实现了双向邻架自动顺序控制和在组顺序控制，并能够按照采煤机运行位置和方向实现全工作面液压支架的自动控制。不仅大大提高了移驾速度，同时也可使支架对煤层顶板的支护经常处于稳定状态，实现带压移驾，避免对顶板和支架产生冲击载荷，使支架受力平衡，延长使用寿命。

（3）结构、强度的改进和提高架型向掩护式、高支护强度、高工作阻力、大中心距、高稳定性和整架重量轻，寿命长等方向发展。液压支架技术，特别是其控制技术-电液控制系统的使用和推广，为电牵引采煤机生产能力的充分发展和工作面产量的大幅度提高奠定了基础，同时也大大减轻了工人劳动强度， 改善了安全生产条件。

3.3 工作面刮板输送机和皮带输送机

（ 1 ）普遍采用十字交叉侧卸式卸载装置，具有卸载能力高、底槽回煤少、卸载高度低等特点，为实现大运量、低能耗及采煤机顺利割通工作面创造条件。

（2）链条技术取得长足进步，链条尺寸不断加大，强度不断提高，并发展了新型链条。

（3）适当地提高链速不仅有利于减小链条运行阻力系数，同时在槽宽一定的条件下，也有利于提高输送机输送量。

（4）可伸缩带式输送机工作面运输巷普遍选用长距离、大运量、大功率的可伸缩带式输送机。可伸缩带式输送机正向单点多电动机、可控驱动和监测监控保护系统齐全、自动化程度高的方向发展。

4 结语

综采工作面的机电设备是矿井生产必不可少的工具与手段，它是实现矿井机械化的最基本的工具，综采机电设备对于保障煤矿经济效益的提高，提高综采设备的管理水平，降低煤矿生产中的机电事故，从而保证煤矿企业安全高效的运转起到了非常重要的作用。

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作者简介

华二建（1981-），陕西榆林人，助理工程师，毕业于内蒙古大学，目前在神东煤炭集团设备管理中心调剂部，从事综采工作面设备出入厂、安装，回撤等验收管理工作（如移变、组合开关，采煤机，支架出入厂验收及发放）。