矿井中煤矿机械装备的应用

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1采煤机的应用

采煤机是实现井下全自动采煤的重要机械设备之一，全自动的采煤方式不仅可以减少煤矿职工的体力劳动、还可以保证煤矿职工的生命安全；又可以达到开采产量高、工作效率高、耗能低的目的。随着煤矿机械设备的不断更新，使我国近年来一直在研发的交流变频电牵引采煤机技术也逐渐成熟，不仅实现了采煤机的无线遥控、电控箱面板控制、端头控制以及加变频器箱面板直接控制，而且新研发的采煤机技术还具有截割功率监测、开机运行提示、恒功率控制、故障跟踪记忆、过载保护、负荷控制以及牵引电机电流监测等功能，同时还具备对截割电机、冷却系统的温度监测和牵引电机的保护功能。通过对新型采煤机的应用，其技术性能与可靠性也有了明显的提高，整体的性能指标与技术参数完全可以与国际先进的采煤机技术相比。新型采煤机中的厚煤层采煤机的装机功率已经接近3500kW，截割功率为1.8×1000kW，牵引功率为3×300kW，其牵引速度已经超过14m/min，调动速度接近35m/min，节距从125mm提高到148mm，对应采煤机的牵引力从55t级提高到110t级、160t级，最高的开采高度可以达到7.3m，每年煤炭的开采量达到1500万t，其采煤机整体的利用率达到96%以上。

2刮板输送机的应用

用刮板链牵引，在槽内运输散料的机械设备叫做刮板输送机。它是现代化矿井中不可缺少的机械设备之一。刮板输送机正常运转，煤炭开采工作就可以正常进行，反之，就会使整个煤炭开采工作全部停止生产。刮板输送机主要用于横向或竖向运输的运输方式，不过也可以采用偏斜运输的运输方式，但用于偏斜运输时应安装防滑装置，当斜向上运行时，其倾斜角度要在35°以下，斜向下运行时，其倾斜角度要在22°以下。随着现代化矿井中煤矿开采技术的不断提高，对刮板输送机的技术水平也有了更高的标准。经过不断的研究、试验以及新技术、新工艺的不断引进，，我国刮板输送机的技术水平有了前所未有的提升，不断向超重型、大运量、高可靠性的目标前进。到目前为止，我国自主研发的刮板输送机已经形成了一定的规模，最长的安装长度可以接近350m，最大的装机功率是4×1400kW，中部槽内最大的宽度可以达到1400mm，输送功能最大可以达到4300t/h以上。刮板输送机的机头布置成交错且侧卸的方式，机尾可以选用自动伸缩的机尾，在刮板输送机上可以安装工矿监控系统，整体实现了软启动运行的模式，既减少了刮板输送机在运行过程出现故障的次数，也增强了刮板输送机的整体使用年限。

3带式输送机的应用

带式输送机是以绕性输送带来承载物料并输送的一种连接运转的机械设备。驱动滚筒与改向滚筒周围的分支由若干个托辊来支撑，将物料放在分支上，利用驱动滚筒与输送带之间产生的摩擦力来牵引输送带和物料前行。带式输送机在水平或倾斜的方向都可以输送物料或物品，也可用于流水线工作，带式输送机的结构简单、工作性能平稳、适合各种物料的输送，且输送能力强。而我国现代化矿井中机械设备的整体水平在持续的提升，对井下安全生产的要求也越来越高，对带式输送机整体技术水平的要求也逐步提高，带式输送机正在向大运量、距离长、速率高、功率大以及可靠性强的目标前进。现阶段，带式输送机最宽的输送带可以达到2100mm，最高的带速可以达到5m/s，运量最大可以达到4800t/h。目前，大型的带式输送机大多数采用的都是中压变频驱动的控制技术，这种技术不仅可以保证带式输送机平稳的启动，还可以调整带速的连续性，在实现软启动的同时，还安装了最先进的自动控制张紧装置，这种自控张紧装置会随着其张力的改变而自动调整输送带的张紧，使输送带一直保持平衡，从而实现了带式输送机的平稳运作。最近国内研发出一种能使传送带自动对准的新型多层输送机，这样不仅避免了输送带跑偏或掉轨的现象出现，又增加了输送带的层数，使输送带的长度可以达到220m以上。我国现有带式输送机的技术水平，已经可以满足在不同运输条件下的运输要求。

4自动化控制技术的应用

4.1液压支架电液控制系统

液压支架电液控制系统几乎包含了支架电液控制系统的所有功能，包括支架的自动升降和移动、刮板输送机的自动变化和移动以及远程控制等功能，已经落实了全自动化的电液控制，并且充分体现了国产化的优势。该控制系统的应用，不仅提高了煤矿开采的效率，也改善了井下的劳动条件，逐步将人工控制转变成计算机控制，充分的实现了该控制系统的能力。液压支架电液控制系统的应用也提高了对煤炭开采工作面的支撑能力，有助于井下煤炭的安全开采，支架控制系统将监督与控制融为一体，有效的解决了液压支架带压移架的问题，为煤炭工作面顶板的维护创造了条件，避免了顶板事故的发生。并且运用该系统可以使操作人员远离工作场地，保障操作职工的生命安全。

4.2智能型采煤机控制系统

智能型采煤机控制系统在包含了普通采煤机的所有优势后，还多出几种优势：第一个是控制智能化，不仅可以使采煤机完成切割、装煤等工序，还具有很强的通信功能和自诊断功能，并且传输速度快，操作方便，可提高生产效率；自动截割功能，电控系统通过之前操作的记忆功能，可以记忆开采工作面的工作坐标，当电子装置发出指令后，滚筒就会自动调整位置，开始自动割煤开采；然后是环境状态下的智能识别功能，在煤炭开采时，如果遇到硬岩或大块落煤时，采煤机会根据接收到的数据自动辨别开采环境的状态并自动控制牵引速度；最后是监测数据的实时传输功能，通过传感器将数据传输到液晶显示屏内，系统的显示出采煤机的整体参数、运行状态和故障，并上传到集控计算机来满足全自动化的智能管理；除了这些功能之外，还包括对采煤机工况点的连续监测功能以及远程控制功能，采煤机工况点的连续监测功能是在采煤机工作时，能够随时掌握采煤机的工作状态，并在集控计算机内对每一台采煤机进行存盘，以方便使用人员的随时查阅，并且还可以为检修人员提供采煤机之前的数据；智能型采煤机控制系统还具有远程控制的功能，采煤机在工作时，计算机通过读取采煤时的工矿数据，将读取到的数据写入并保存在计算机内，为操作人员或管理人员提供分析数据，从而为改良采煤工艺提供建议。

5结论

我国煤矿机械设备有着良好的发展前景。随着我国现代化矿井中煤矿机械设备的不断自主创新，不断实现在恶劣条件下信息的安全传输、远程监测与控制、煤岩的识别、视频监控以及危险感知等多种现代化技术的应用，形成以监测、控制、视频、音频、传输与一体的智能化机械系统，确保一系列机械设备连续、高效、安全的运行，实现煤岩开采工作的智能化以及无人化操作。通过对矿井中各种机械设备的不断研发，对煤炭开采过程中运用到的一系列机械设备进行整合，不断提升现代化矿井中煤矿机械设备的技术水平，为自主研发的

作者：何毅单位：大连职业技术学院交通工程学院