综合机械化采煤技术装备在我国的发展现状与趋势分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714165

摘要：本文分析了综合机械化采煤技术的内涵，阐述了我国综合机械化采煤技术装备的发展历程，提出了未来我国综合机械化采煤技术装备的发展趋势，旨在推动综合机械化采煤技术装备的不断发展与完善，推动我国煤炭行业生产的清洁化发展，保证煤炭资源开采的安全高效化发展。

关键词：综合机械化采煤技术装备 发展现状 趋势分析

一、我国综合机械化采煤技术装备发展现状

我国煤炭资源储量丰富，赋存条件多样，在我国能源结构中，煤炭资源占据着主体地位，煤炭资源生产及消费量是一次能源生产及消费的主体部分。我国煤层分布中薄和及薄、厚和特厚、中厚煤层分布层次不齐，实现煤炭资源的高效开采必须发展适应不同煤层条件的综合机械化开采设备技术。随着高产高效矿井的建设及现阶段煤炭产业结构的升级，综合机械化采煤技术不断的发展完善。保证了经济发展过程中对煤炭资源的需求，实现了煤炭资源开采的高效安全化发展。

（一）综合机械化采煤技术概述

在采煤作业过程中，利用机械化生产在作业面支护、爆破煤层、顶板管理、装运煤炭等活动中进行的全部流程，称为综合机械化采煤技术，其主要的优势在于通过减少人力劳动，提高工作效率，有效降低作业过程中安全事故的发生率，提高煤炭企业的竞争力。在传统的采煤技术下，由于缺乏科学方法的指导，造成煤炭资源极大的浪费与污染，为协调人与自然、经济发展与可持续发展的关系，应不断提高综合机械化采煤技术的水平，从装备、工艺及智能化水平等方面进行创新，重点关注深层煤炭资源开发与勘探，优化技术装备，提高资源利用效率。

（二）我國综合机械化采煤技术的装备发展

1.中厚煤层综合机械化开采技术与装备

在中厚煤层机械化开采过程中，主要使用的方法有综采放顶煤开采、分层开采、大采高综采等技术，由于分层开采效率较低，现阶段该方法已很少被采用，在3.5～6.0m煤层的安全高效开采过程中，主要使用的是大采高综采技术，目前，个别工作面的采煤机为进口产品，大部分煤机装备已实现了国产化。在厚度大于7m的厚煤层开采过程中，综采放顶煤开采技术占据着重要地位，随着相关项目的开展，截割高度为2.8～5.5m、采放高度为14～20m的特厚煤层综放开采技术体系已形成，综合机械化开采技术与成套装备研发取得重大突破。液压支架的工作阻力达到17000kN、最大支护高达7.2m、支架寿命达到50000次循环，支架循环移架速度有20s缩短至8s。800～1000MPa高强度焊接结构钢、360～440mm大缸径双伸缩立柱及新型密封结构的研发，新型二级护帮、微隙准刚性四连杆机构等性结构的不断出现，满足了煤炭企业安全高效的生产要求。国内首套整体插装式电液换向阀及自动反冲洗高压过滤站的研制，使得采煤机最大割煤高度达7m，总装机功率2600kW、装备中单线CAN总线通信和操作界面及控制器分离的两件式结构被广泛使用，适应重载冲击及内外组合冷却的高强度摇臂不断优化，采煤机运行信息分析及故障诊断技术以CAN总线结构、智能化专家系统、DSP处理器的嵌入式控制系统等为基础，提高了设备的智能化及自动化水平。刮板输送机综合监测传输系统不断优化，多电机软驱动及功率平衡技术、新型高速低阻拖辊关键技术应用于采煤作业中，作业工作效率不断提升。

2.薄煤层开采技术与装备

在薄煤层综合机械化开采过程中，主要采用的方式滚筒采煤机、螺旋钻机及刨煤机等，由于螺旋钻机的使用要求巷道断面较大且钻孔间要留有小煤柱，加上其较低的采出率，而不被国内众多煤炭企业所采用。随着技术的不断进步，我国成功研制了MG140/330BWG型、MG110/265BWD型、MG200/450BED型等薄煤层采煤机及MG110/130TPD型极薄煤层电机牵引采煤机，DSP为核心的控制系统的使用，有效提高了控制系统的可靠性。在薄煤层刨煤机开采技术中，主要采用刨煤机、刮板输送机及液压支架配套的刨煤机综采机组，现阶段使用的刨煤机采高为0.6～2.5m，可刨普氏系数为4的煤，截深最大可达300mm，刨速为3m/s，刨链为42mm，铺设长度达300m。刨煤机组中电液控制系统及CNA总线中央控制系统，实现了采煤、输送及支护的自动化。

3.断壁机械化开采技术与装备

为有效解决长壁开采残留煤柱、不规则地段、残采煤区及地质构造复杂煤层问题，短壁机械化开采技术不断的发展与完善。该技术是实现中小型煤矿机械化及提高煤炭资源采出率的重要途径。我国研制的LY系列连续运输系统、XZ系列履带行走式液压支架、GP系列给料破碎机、CMM系列四臂锚杆钴车、WD13梭车等一系列短壁机械化开采设备，形成了我国以连续开采机、短机单身滚筒采煤机及掘采一体机为核心的短壁开采技术体系，设备的性能及技术参数已接近国家化水平。

二、我国综合化机械采煤技术装备发展趋势分析

1）煤机装备的自动化发展趋势，在煤炭资源的开采过程中，自动控制化技术的使用及发展工作面生产工艺的不断优化，有助于我国综合机械化采煤装备技术真正实现自动化。

2）中小煤矿综合机械化发展水平将不断的提升。随着适应中小煤矿复杂地质条件技术装备的不断研究，适应薄与极薄煤层、急倾斜煤层及其他条件下的綜采成套装备不断出现并完善，短壁机械化开采设备的适应性不断提升，相关研究人员对现有设备进行研发，设计出不断适合中小煤矿特殊开采的机械设备，保证开采活动的高可靠性及高采出率。

3）我国综合机械化采煤技术装备随着设备关键原部件的不断研发，将实现工作面装备系统成套化的发展趋势，设备的稳定性将不断增强。

三、总结

我国在资源开采过程中造成的生态污染与环境破坏问题，违背了可持续发展的理念，随着环保措施及节能手段的不断使用，各种新技术不断的被使用在煤炭资源的开采作业中，我国综合机械化采煤技术装备的不断革新，促进了煤炭企业技术设备更新换代的速度，实现了我国煤炭开采的清洁化、安全高效化发展。

参考文献：

[1]申宝宏，郭玉辉.我国综合机械化采煤技术装备发展现状与趋势[J].煤炭科学技术，2012，02：13+44.

作者简介：郑斐（1982），男，山西乡宁县昌宁镇人，本科，中级工程师，研究方向：煤矿技术管理。