论机械自动化在煤矿中应用的发展

姚 钰

（太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024）

论机械自动化在煤矿中应用的发展

姚 钰

（太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024）

随着煤炭工业的发展，煤矿机械化和自动化水平的提高，综合机械化及电气自动化在煤矿行业得到广泛应用，为现代化煤矿实现高产高效发挥了巨大的促进作用。文章分析了我国机械自动化技术的发展现状和未来趋势，探讨了机械自动化在煤矿中的应用，并指出了改进措施，为我国实现煤炭工业的可持续发展提供帮助。

机械自动化；煤矿；应用；发展

1 我国机械自动化技术的发展现状和未来趋势

我国的机械自动化技术同发达国家相比还不够很先进，尚未实现完全的大范围的自动化，故应遵循实用性和适应性原则，在确保生产柔性的基础上优化人机界面、健全信息系统、发挥计算机管理的作用，结合使用普通设备和机械自动化设备，人工干预某些环节，保证机械自动化的应用符合我国国情。因此，我国还要学习、融汇国外的自动化技术理论，从我国基本国情出发、创新机械自动化方面的技术，以经济适用和实际需要为导向，研发柔性机械自动化技术，通过效益驱动逐步进行适度集成。

机械自动化技术的发展，需要电子学、零件检测、自动化生产线等配套技术和设备的支持，需要研究自动化元件、控制系统、微处理机、新型刀具、系统软件、可编程控制器等相关技术和设备，引入相关学科的新理论和新技术，使机械自动化技术得到更新发展。由此可见，我国不仅要提高起点、以国际先进水平为目标，还要大力研发低成本、高效益的自动化技术，同时兼顾提高与普及，才能使机械自动化技术真正走向高速、高质、高效。

2 机械自动化在煤矿中的应用

2.1 机械自动化在煤矿中的概况

近年来，我国煤矿建成数量快速上升，大中型煤矿超过1500处，产能占全国60%。2009年底大中型煤矿的采煤机械化程度已达93%，工作面月均单产达到5.73万t，原煤生产效率达到每工5.43t。我国煤矿产能、效率的大幅度提高，离不开机械自动化技术的应用，主要得益下列三点：

1）采掘设备取得突破：从20世纪80年代开始，我国大力引进先进采掘设备和技术，为采掘机械化打下基础。目前，我国煤炭生产设备的制造技术不断发展、成熟，高效综采成套设备逐步实现国产化。神华等企业合作研发的7m液压支架，不仅拥有完全自主知识产权，还是世界第一高的支架，终结了大型支架依赖进口的局面。中煤完全自主研发的重型刮板输送机，能够满足年产千万t以上大型矿井一次采全高综采工作面的要求。我国已有自主生产年产千万t综采成套设备的能力，并在打破依赖进口局面、满足自身需求的基础上，我国的采掘设备已出口到美国、土耳其、俄罗斯、印度、印尼等国，开始走向世界。

2）煤矿建设取得突破：超级工作面产煤大国长期研发的方向，具有采高、采宽、产量大的特点。多年来，我国借鉴国际先进理念，经过产学研的共同开发，已经紧跟国际潮流，可以独立设计千万t矿井和露天矿。目前，我国多数新建矿井简化生产系统、除去井底车场，利用胶带输送机连续运输煤炭，利用无轨胶轮车提高运输效率，实现了大采高厚煤层一次采全高综采面、年产量超过千万t的成果，建成了一批千万t级的特大型矿井、两千万t级的露天矿，我国综采工作面的技术经济指标已经达到世界先进水平，并有多项成果突破世界纪录。

3）采煤技术取得突破：近年来，我国在井工煤矿方面取得了突破性进展，千万t级综采工作面是新建矿井最为主流的模式：大采高综采技术世界领先，综采工作面采高超过7m，综采放顶煤技术世界领先：山西、宁夏等省区矿井的自动化采煤试验获得突破，通过远程控制实现了综采工作面主要环节的控制和调整。我国露天煤矿的连续和半连续开采得到突破性发展，原煤生产能力已达两千万t/a以上。

2.2 机械自动化在煤矿中的具体应用

1）短长壁综采是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并采用了综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。长壁综采是一种产量较高的采煤法，其工作面巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。短壁综合机械化采煤工艺的应用，主要基于两个条件：回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业；这种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。

2）采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层；支架型式由占主导的掩护式，逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。

3）综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性，是国产采煤机研究的主要内容；该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机可按煤层的变化实现自动割煤，可报煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。

3 提高煤矿生产机械自动化水平的改进措施

1）提高煤矿生产机械自动化水平，有助于提高资源利用率和工效，降低劳动强度，实现安全生产。因此，国家很重视煤矿机械自动化的应用发展，加大政策扶持力度，给予财政等的持，加大技术攻关力度，扶持煤炭院校，改善煤矿工人待遇；以产学研联合共同研究基础理论和新的技术、工艺、产品，并与国际组织合作；创新煤矿建设理念，解放思想，引进高效运作模式，使矿井布局实现集中化、运输实现胶带化、采掘实现综合机械化、辅助运输实现连续化、关键生产设备实现自动化；提高设备制造能力，在国家的大力支持下，各相关企业必须加大自主研发力度，加强企业间的协作，加快设备国产化和科技创新进程，攻克密封件、电液控制系统等关键技术。

2）煤矿需要继续提高设备效率，认真做好设备安装拆除工作，以提高设备利用率，减低生产成本，具体措施有：局部加强支护强度，以减小巷道变形量；增大综采面宽变和高度，以增加作业空间，尽快淘汰、更新绞车等基本工具，以提高工作效率；合理使用设备，具体措施有：增设电机电流监视器，以避免特殊工况下电机烧毁；增设导管将回油用来润滑轴承，以避免通轴轴承在使用中损坏等；做好检修维护工作，制定并严格落实操作、检修、维护制度及相关的检修记录、奖惩机制等，以确保及时维修。

4 结束语

科技是第一生产力。提高煤矿机械自动化应用水平，关系到煤炭工业的健康发展，因此需要端正思想、循序渐进、坚持不懈，以提高机械自动化在煤矿中的应用发展水平。

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Onmechanical Automation Application Development inmines

YAO Yu
(College ofmechanical Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024)

With the development of coal industry,minemechanization and automation level increase.Comprehensivemechanization and electrical automation,having been widely used inmine industry,have played a great role in the realization of high yield and high efficiency inmodernmines.The article analyzes the state and trend ofmechanical automation technology in China,discusses its application inmines,and proposes improvement in order to contribute to the coal industry's sustainable development in China.

mechanical automation;mine;application;development

TD4

A

2011-07-27

姚 钰（1963—），男，广东梅县人，本科，工程师，从事机械工程教学实验工作。

刘新光