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【摘 要】采煤机是煤矿开采中最重要的设备之一,采煤机的发展是煤炭采掘技术发展的体现.上世纪70年代,电牵引采煤机的出现,给煤炭采掘行业带来了巨大的飞越.文章对电牵引采煤机在国内外的发展情况进行了概括,对我国外来采煤机的发展趋势和研究重点进行了探讨.

【关 键 词】电牵引采煤机;国内外发展状况;趋势

1国外电牵引采煤机的发展现状

20世纪70年代,美国JOY公司研制成功了1LS多电机横向布置直流电牵引采煤机,此后又陆续研制了2LS-6LS等型多电机横向布置电牵引采煤机.7LS5采煤机总功率1940kW,牵引速度30m/min,采用JOYUltratrac2000型强力销轨无链牵引系统,加大销轨节距和宽度,并采用锻造销排,装备了与6LS5型通用的JNA机载计算机信息中心,具有人机通讯界面、故障诊断图形显示和储存、无线电遥控、牵引控制和保护等功能.

德国Eickhoff公司于1976年研制成功直流电牵引采煤机,并基本停止了液压牵引采煤机的研发,此后又陆续开发了多种形式电牵引采煤机.20世纪90年代开发的SL系列横向布置交流电牵引采煤机,将截割电机布置在摇臂上.其中SL500型电牵引采煤机装机功率达1815kW,最大牵引力869kN;SL300型电牵引采煤机总装机功率1138kW,采用双变频器一拖一系统,最大牵引速度达36.7m/min;SL1000型采煤机装机功率达2600kW,牵引力1003kN.控制系统具有交互式人机对话、设备状态监测与故障预报、在线控制、数据传输等功能.

日本三井三池株式会社在20世纪80年代中期着手开发高起点交流电牵引采煤机,在国际上是首创,最具代表性的是MCLE500-DR101101和MCLE600-DR102102采煤机.后期又开发了截割电机横向布置的多电机驱动交流电牵引采煤机机型.近年来其主要机型均装置了微机工况监测及故障诊断系统,可数字化显示牵引速度、滚筒位置、留顶底煤厚度、各处温度及电机负载等.

2国内电牵引采煤机发展概况

我国电牵引采煤机在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上,通过二次开发拥有了许多具有自主知识产权的换代产品,在我国煤矿综合机械化采煤工作面,国产采煤机已经占据主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现.

IMM国际煤机集团鸡西煤矿机械有限公司,是我国第1台采煤机诞生地,其采煤机已形成11大系列45个机型,采高范围从0.65~6.0m,装机功率102~2040kW.

天地科技股份有限公司上海分公司(隶属于中国煤炭科工集团).研制的采煤机已形成19个系列,最大装机功率已达2500kW.在神华宁煤、黄陵、冀中能源等多家大型煤炭企业均有使用.三一重型装备有限公司(隶属于三一集团)历经几年的快速发展,目前已形成了集大功率采煤机的研发、制造等非常齐全的体系,在第十三届中国国际煤炭采矿技术交流及展览会上,展出了完全自主研制的综合采煤三机联动产品,其全自动三机联动自动化控制技术已达到了国内外先进水平.新投资兴建的采煤机产业园即将投入使用,届时将建立起全国最大、世界一流的煤机研发制造基地,形成年产几百台采煤机的规模.太原矿山机器厂与上海分院合作,将AM500液压牵引采煤机改造成MG375/830-WD型交流电牵引采煤机后,又自主研制成功了MGTY400/900-3.3D型和MG750/1800-3.3D型机载交流变频调速链轨式电牵引采煤机,现正在国家“十一五”科技支撑计划资助下研发装机总功率达2500kW、最大采高6.0m、年产1000万t的交流电牵引采煤机;辽源煤机厂与邢台矿业集团合作研制成功我国首台应用电磁转差离合器调速技术的MG668-WD型电牵引采煤机;无锡采煤机厂与中纺机电研究所合作研制成功国内首台应用开关磁阻电机调速技术的MG200/500-CD型电牵引采煤机.

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3今后我国采煤机的发展趋势和研究重点

总体上看,中国煤机行业已具备了一个良好的技术基础,已从引进、消化国外先进技术和设备的起步阶段,向独立自主地在综采设备的关键技术方面进行研制与开发的转型时期.特别是:“十一五”期间,国家要求煤矿重大装备国产化,即大型煤矿采掘机械化程度达到95%以上,中型煤矿达到80%以上,小型煤矿机械化、半机械化程度达到40%.根据煤矿重大装备国产化的要求及采煤自动化程度的快速发展,未来开发的采煤机一定要具备高可靠性、高度自动化、具有很强适应性、能远程控制等特点.

(1)进一步完善与开发大功率、智能型、厚煤层一次采全高的电牵引采煤机.加强设备的可靠性及稳定性研究,因为煤矿的高产、高效必须要在保证安全的前提下提高设备的性能指标和自动化水平,只有保证了可靠性才能发挥出设备的高性能和自动化的作用,如加大采煤机在过断层和截割夹矸能力方面的可靠性研究等.

(2)整机及关键件长寿命的研究.对于大功率采煤机,需满足整机2000万t采煤量寿命的总体设计,开展高强度长寿命壳体的研究.关键部件满足采煤600万t大修,滚筒寿命达300万t,主要机械传动系统满足采煤1000万t寿命的研究,以及高可靠性、长寿命油封技术的研究.

(3)高可靠性的抗干扰、抗热效应电气控制系统的研究.控制系统应具有先进的智能故障诊断与专家系统、显示与信息传输系统、全自动运行集中控制系统、记忆截割系统等,能对工况远程监测、能够显示工况参数的瞬间变化.


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(4)少人或无人工作面综采成套设备的研究.近年来国家加大了煤炭资源的进一步整合,减人提效和集约化生产是煤矿发展的趋势,如何提高煤矿的安全生产,把人员伤亡降到最低,少人或无人工作面综采成套设备的自动化、智能化技术是今后的主要发展方向,其关键设备采煤机的“采高自适应调整技术

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”是“十二五”期间的主要研究方向.根据国家对煤矿重大安全事故的分级标准,综采工作面人员不超过4人将是衡量少人及无人工作面的指标,也是该成套设备自动化技术的考量标准.

(5)研究适合于在复杂地质条件下工作,具备煤岩同采能力的大功率重型薄煤层采煤机.我国的薄煤层分布广、数量多、煤质好,但大多属于复杂地质条件,而且往往是属于解放层,其开采推进的快慢决定着厚煤层的开采进度,因而薄煤层的高产高效、快速推进就显得越来越重要.实践证明,用重型装备进行煤岩同采,并连续不间断采煤是提高推进速度、减少工作面搬家次数、实现安全高效生产的好办法.“十一五”期间,国内已经研制了很多薄煤层采煤机,但适应性差,可靠性低,技术参数也不能完全适应薄煤层的开采.要实现煤岩同采还需进一步突破材料、工艺及元部件等方面制约因素.


该文转载于:http://www.thtc.cn/benkelunwen/060179875.html

参考文献:

[1]张军辉.我国煤矿采煤机的研究回顾、现状以及发展[J].煤矿机械,2008(3).

[2]尉朝闻,田方.提高国产采煤机可靠性的措施和途径[J].煤矿机械,2007(6).

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