淮南矿业集团顾桥煤矿 安徽淮南 232131
摘要：综合机械化是当今世界先进采煤国家的主导开采技术和方向，综合机械化采煤工作面的高产高效及集约化生产是我国煤炭工业的发展方向，是提高煤炭生产技术和安全水平的重要手段，是国家建设大型煤炭基地重要保障。研究开发和推广应用高效综采重大技术装备是提升传统煤炭产业核心竞争能力和走新兴工业化发展道路的需要。
关键词：综采工作面；装备；工艺；应用
1薄煤层综采工作面采掘装备成套技术
1.1薄煤层开采装备现状
我国薄煤层资源丰富，分布广泛。在已探明储量中，薄煤层的可采储量超过60亿t，约占全国煤炭总储量的20%。薄煤层开采技术与装备的研究是提高薄煤层开采效率、提高回采率的关键。保证高产高效矿井的可持性发展不仅是全国煤炭集团亟待解决的问题，也是煤炭机械装备行业所要面临的问题。
国外发达国家的薄煤层开采机械化程度比较高，其采煤设备主要有：刨煤机、滚筒采煤机、钻采设备等。采煤方法主要有长壁采煤法、房柱式采煤法、螺旋钻采法等。
近年来，我国薄与极薄煤层机械化开采技术和装备取得新的进展，积累了在各种地质和矿井条件下的高产、高效、安全生产经验。我国引进和新研制各种薄与极薄煤层机械化开采装备为提高薄煤层产量和开采技术水平作出了贡献。
1.2全自动刨煤机工作面成套装备
1.2.1全自动刨煤机工作面成套装备现状
全自动刨煤机成套综采设备集合了机械、液压、电子、网络控制等多学科专业领域的科技成果，作为一种“浅截深、多循环”的采煤设备，对薄煤层、高瓦斯矿井具有独特的优势，是目前国外煤炭工业发达国家广泛使用的薄煤层开采设备。德国DBT公司是世界上研制刨煤机最早、产量最大、技术水平最高的一家公司，曾研制成功多种拖钩刨、滑行拖钩刨、滑行刨等机型，并率先实现了刨煤机工作面的自动化控制，其技术水平已发展到了采高0.6~3m，截深最大可达300mm，可刨煤硬度f＝4，刨速最高可达3m/s，刨链达Φ42mm，装机功率最大可达2×800kW，铺设长度达300m。目前国内高产高效自动化刨煤机工作面成套装备几乎被国外DBT厂商所垄断。
我国刨煤机的研制工作始于1960年代，三十多年来，我国刨煤机经历了曲折的发展过程，经过多年来持之以恒的努力，刨煤机推广工作有了不少进展，但由于国产刨煤机生产能力低，可靠性差、刨煤机工作面装备成套技术研究薄弱，刨煤机工作面成套装备集中控制、自动控制、智能化控制技术自主研发刚刚起步，所以国产全自动刨煤机一直未能得到推广。
1.2.2国内典型全自动刨煤机工作面
目前我国采用综采全自动刨煤机开采工作面9个，全部采用DBT全自动刨煤机开采技术，其中刨煤机、运行轨道和自动化控制三个核心部分是从德国DBT引进，液压支架、顺槽运输机以国内生产为主。
主要技术特点：可靠性高、工作面长200～260m，刨煤机装机功率2×315～2×400，采高0.6～2.1m，自动化、智能化程度高，采用德国贝克公司的PROMOS刨煤机自动化控制系统和PM4或PMC-R自动化控制系统，所有电气设备进行程序化控制和故障诊断、通讯、喷雾、冷却等智能化控制。
1.3我国刨煤机成套装备发展方向
与国外产品相比，国产刨煤机在以下方面仍有相当差距：（1）刨煤机整体设计和制造水平；（2）刨煤机的适应范围；（3）整机装机功率；（4）刨煤机成套装备配套性、集成性；（5）刨煤机成套装备监测监控及自动化、智能化控制技术。从高产高效、一井一面、集中生产、集中控制的薄煤层综采发展趋势要求出发，应增大工作面设计长度，开发能刨硬煤的刨煤机组，合理调整刨深，提高刨煤速度，相应地提高液压支架的移架速度，与大运输量、高强度的工作面输送机相匹配，采用长距离运输巷道和相应运输量的带式输送机；从设备技术性能要求出发，刨煤机成套设备必须技术先进、性能优良、可靠性高，同时各设备间相互配套性好，能保持采运平衡，最大限度地发挥薄煤层综采优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆增大刨煤机功率，加大刨深和加快刨头的速度，采用超速刨煤法，提高控制装备的可靠性；致力于解决工作面采空侧的粉煤问题；加强薄煤层综采工作面支护、运输设备与刨煤机相配套。发展综采刨煤机成套设备，并为无人工作面创造条件。朝着集中控制、遥控、程序控制方向发展，实现工况实时监测、故障诊断自动化。
2薄煤层滚筒采煤机综采工作面
国外薄煤层采煤机起步早，发展较快，技术也较先进，世界各主要采煤国家相继研制成功较为先进的薄煤层采煤机。我国薄煤层采煤机械化的研究始于1960年代，三十多年来，经历了改装、革新机组和研制薄煤层专用采煤机的发展阶段。虽然品种不少，在生产中也取得了一定的成效，但其中的多数采煤机仅适用于个别矿区，使用范围不广。受机身高度和过煤空间的制约，目前滚筒采煤机最小采高很难低于1.0m，国内目前煤层厚度低于1.0m的薄煤层高产高效工作面较少采用采煤机进行开采。
3薄煤层滚筒采煤机高效工作面发展趋势
采煤机的功率越来越大。近几年各主要采煤国家纷纷研制大功率、高强度的采煤机，以强化薄煤层开采，消除由于煤层薄而带来的生产能力低的固有弱点和不利因素。无链交流电牵引技术应用日趋普遍。多电机驱动日益发展。大功率、短机身、低机面高度采煤机是各国力求达到的目标。相配套的刮板机也进行矮槽高设计，与采机牵引采用新结构。工作面自动化程度越来越高，监测监控、故障显示、自动化控制、智能化技术广泛应用。
4国外高端综采成套设备技术特点
4.1大功率、大采高、智能化电牵引采煤机
采煤机最大采高8m，装机功率大于2800kW，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技术和传感技术，实现自动调高、记忆截割、工况在线监测、故障诊断及预报、信号传输等智能化功能，实现了机电一体化。
4.2大功率、长运距、高可靠性刮板机、转载机
采用大功率可控软启动传动控制系统，链条自张紧系统，高强度合金钢强力销轨满足采煤机大功率牵引需求，电机、减速器、链条监测监控自动控制系统。
4.3高支护强度强力电液控液压支架
高工作阻力两柱掩护式支架，最大支护阻力12000kN，寿命试验50000次以上，配置电液控制系统实现支架自动补液、跟机移架、在线监控、故障诊断。
4.4长运距、大运量、高带速的大型带式输送机
装机功率可达4×970kW，运输能力已达5500T/H，带速5m/s以上，采用多种软启动技术和PLC可编程的电控装置。可靠性、开机率、生产能力、生产效率不断提高。
4.5大流量、低损耗、环形供液系统
4.6高压供电技术，采用高集成度的负荷中心或更高集成度的配电变压器和负荷中心一体的新型设备。
4.7综采工作面自动化技术
采机滚筒自调高技术、记忆截割、液压支架电液控制技术、计算机集中控制，可自动完成割煤、运输、移架和顶板支护等生产流程，通过计算机网络实现了工作面自动化生产和信息检测控制。
结束语
尽管我国综采装备业一派繁荣景象，部分综采装备从装机功率、技术参数等方面已达到国际先进水平，但我国煤机装备生产能力和技术性能与国外先进煤机装备仍有一定的差距。特别在高端综采装备的技术性能成熟、高可靠性方面，高强度材料和关键质量指标方面，配套化、集成化方面，自动化、智能化控制方面，与国外先进煤机装备还有一定差距。
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论文作者:沈飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/26
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