我国综采采煤机技术的创新研究

中国科技博览 / 2018年10月11日 19:10

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刘文龙

[摘 要]随着我国经济的飞速发展,煤矿产业也得到了不断发展。在煤矿开采作业中,采煤机作为一项重要工具,其自身性能以及质量的高低不仅关系着采煤量,同时也在一定程度关系着煤矿企业生产工作的可靠性以及安全性。在这种形势下,要想使采煤机得到更好的利用,提高采煤效率以及质量,就必须要加强采煤机的研究。为此,本文首先对综采采煤机及综采采煤技术存在问题进行了概述,详细探讨了综采采煤机技术的创新,旨在促进我国煤矿产业的快速发展。

[关键词]综采采煤机;技术创新;研究

中图分类号:TD421.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)05-0026-01

煤炭作為目前社会生产、人类活动的重要能源之一,其综采采煤(综合机械化式采煤)的方式是采煤技术上的一项重大创新和改良,而与之相对应的采煤机技术的发展也是至关重要的。目前,纵观采煤机技术发展的历史长河,我国现有的采煤机技术仍然还有很多不足之处,机械水平不高。因此,把握住采煤机的机械技术的创新方向并进行研究,这对于提高煤炭能源利用率、缓解能源供需尖锐矛盾来说,效果十分显著。

1 综采采煤机概述

1.1 综采工作面及机械设备概述

综采工作面主要是指在采煤的工作面上所进行的全部生产的整体过程,主要包含了支护、破煤、运煤、采空区的处理、回采巷道的掘进和运输等环节、生产过程的全部机械化,其所使用到的机电设备主要有可弯曲刮板运输机、采煤机、自移式液压支架等,主要采用了走向长壁后退式的开采方式。

1.2 采煤机的分类

采煤机作为机械动能、液压能一体化的机械设备,其主要的机械系统是由电气、液压、牵引部系统、截割部等部件系统及其子系统并联或串联而成的。目前,采煤机大致可以分为滚筒式、链式、钻削式、齿轮式四类,而在现有的矿企生产中大多采用滚筒式采煤机。采煤机的可靠性和安全性一般都依赖于其内部传动装置和机械系统的可靠性,如果传动装置的功能、结构过于复杂,那么将会严重危害到生产的安全性能和可靠度,反之亦然。

2 综采采煤技术存在问题

近年来,我国采煤技术得到了快速发展,尤其是综采采煤技术已日益成熟,形成能够适应不同开采条件的综采成套设备系列产品。然而,相比于国际先进的综采采煤技术,我国综采采煤技术仍然存在一定差距,需要对综采采煤技术进行不断创新,提升我国综采采煤技术水平。

2.1 基拙理论研究不够

有关数据显示,西方一些发达国家对综采采煤机的基础元部件的理论研究较为注重,产品设计工作均有较为先进的理论支持。相比于发达国家,我国科研院所和生产企业对综采采煤机的基础元部件的理论研究重视度不够,更为注重的则是综采采煤机的应用技术,在综采采煤机的自动化等方面的理论研究仍需进一步的强化。

2.2 核心技术缺乏

目前综采采煤机械加工一般采用的是普通机具,对于精度要求较高的自动化综采采煤设备的加工,仍然采用传统的设备和工艺,难以有效保障零件加工的精度,一些综采采煤设备在组装过程中缺乏精细的装备工具和工艺,使得综采采煤设备性能和适用范围方面大打折扣。

2.3 设备寿命短、可靠性差

我国现代基础工业起步较晚,综采采煤机所用的金属材料、重要元部件、轴承、密闭装置、电动机、电液压阀等液压零部件以及电气零部件在性能和使用寿命方面与发达国家产品还存在一定差距,可靠性相对较差、使用寿命较短。如某型号综采采煤机齿轮寿命大约为4000h,而国外该型号采煤机齿轮寿命却在16000h以上;国产皮带机托辊的使用寿命大约为30000h,国外该装置使用寿命为国内制造的3倍。

3 综采采煤机技术的创新

3.1 自动化技术

构建更加完备且系统的传输装置,实现无线信号传输与远程操控所有工作面。同时还应加强采煤机工作影响传输技术的研究,构建专用的控制系统,该系统应具有可靠性高、性能高、抗热性能以及抗干扰能力强等各种特点。此外,为使工作面能达到自动化开采的目的,应加强液压支架、采煤机以及刮板输送机的配合,其中支架能够及时获得关于采煤机位置以及方向方面的信息,基于这些信息的了解与掌握,可自动对支架动作进行控制。

3.2 轨式牵引系统和电气控制系统

伴随着我国煤矿行业的快速发展与煤矿科技技术水平的提高,装机的功率、牵引速度与牵引力等也逐步增大,而这也对牵引系统的要求越来越高。通过煤矿开采实际情况与发展情况的研究可知,在今后综采采煤机技术的创新上,需加强轨式牵引系统的创新,该系统应该具备开发强度高、可靠性高、寿命长、适应能力强以及节距大等特点。电气控制系统作为综采采煤机中一个重要的构成部分,在创新过程中,应逐步向模块化以及网络化发展,可按照功能来划分模块,也可基于用户自身的实际需求来明确,由于在这些模块中包括了相应的中央处理器等各种模块,因此在一定程度上也为远程控制技术的发展提供了一个良好平台。

3.3 加强网络化技术的应用

随着计算机网络技术的不断发展,有效提升了技术人员对工程的控制能力。网络化技术在综采采煤技术方面也有着广泛应用,主要体现在中央处理器模块、网络通讯模块等方面。目前的综采采煤技术的中央处理器模块、网络通讯模块等模块在实际使用过程中很多指标难以满足使用要求,需要进行不断优化和改进。

技术人员应当根据综采采煤技术的特点,不断提升综采采煤网络化技术的安全性和可靠性。

3.4 利用现代化技术来实施分析

提高采煤机设计可靠性的一个关键方式就是采取现代化的分析方式以及设计方式,借助于虚拟样机技术来进行产品全过程仿真。伴随着信息技术水平的提高,这种技术也获得了相应的发展,即借助于三维造型,实现产品的虚拟实验、装配以及制造等,以此使产品设计质量得到提升和生产工艺得到优化,缩短新产品研发的时间。

4 结束语

综上所述,我国综采采煤机技术仍存在不足之处,尤其是自动化控制、机组的可靠性以及远程监控等方面。为此,应注重强力销轨技术系统的研发,加强网络化技术的应用研究,积极应用采煤机自动化控制和协调控制技术,推动综采采煤技术的不断发展。

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