矿业系统工程

采煤系统工程的现状与发展

【摘要】随着市场经济的变化，对新型能源的发展，煤炭资源的日益过剩，造成现阶段矿山资源的日益萧条，但是，中国市场对煤炭的利用率占据了主导性。论述了矿物原料需求日益增长的原因。指出了在过去40年内采煤技术的主要发展趋势是不断加大采煤设备和生产设备的规格和尺寸。举例说明了最主要类型采煤设备的发展趋势。凿岩和爆破将继续是块状硬岩矿床岩石破碎的最主要方法。机械破碎将成为板状矿床岩石更重要的破碎方法。采煤自动化和采煤设备的遥控将成为采煤的标准特点。

【关键词】采煤机械设备发展趋势

摘要：在实际生产过程中，工作面常有下述一系列矿山压力现象，并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。冲击地压

一．发展现状

采煤工业是全球经济发展的支柱，我国是世界采煤大国之一，。矿业资源的开发利用依赖于采煤工业的科技进步，采煤工业的科技进步又主要取决于采煤装备的发展。新中国成立以来，通过几个五年计划对重大采煤装备的技术攻关和对国外先进技术装备的引进消化，我国采煤装备得到了很大发展，具备了一定的规模和水准，我国已能制造各种主要采煤设备，可成套装备年产1000万t露天矿及100万t以上井工矿。

1 露天矿山

从装备水平看，我国露天矿山装备大致可分为三种类型：小型矿山装备单一、小型、不配套，一些工序至今采用手工体力劳动。中型及个别大型矿山机械化程度较高，但设备陈旧落后，效率不高。少数大型矿山采用进口或国产的现代装备，如牙轮钻机、电动轮汽车、大斗容掘机、大功率推土机等，组成成套作业线，效率较高。

2 井工矿山

采掘机械：大多数煤矿矿山平巷掘进主要采用掘进机掘进，少部分小型矿山或者特殊地形地貌的矿山采用炮掘式掘进技术，根据采掘成本的效益对比，越来越多的矿井宜采用大型化机械采煤方式开采。

二．存在问题

经过分析总结可知，现阶段国内采煤设备的发展主要存在以下两个方面的问题：

（1）由于采煤设备随着我国的经济体制由计划经济逐步向市场经济转变，小型化采煤设备机械标准现状己较难适应现有的发展水平。

(2)有些采煤设备产品质量差，技术落后，配套件发展滞后；设计、开发能力差，好的设备多是仿制或与国外合作制造；产品结构不合理，管理机制存在弊端。

三．解决措施

针对国内矿山机械发展存在的上述问题，可采取的解决措施如下。

(1)转变现有的不合理标准。

国家标准和行业标准应由生产型向贸易型转变，同时将生产型的产品标准作为企业标准，并应以反映产品整机性能参数、交换功能的产品订货要求和验收规范等技术内容为主，便于产品的流通和国内外贸易。

(2)对采煤设备设计进行创新。

具体来说，可以从以下两个方面着手：①在采煤设备设计上采用现代设计理念。现代设计的理念源于对市场需求演化趋势的前瞻性把握20世纪90年代，美国首先提出了“为竞争的优势而设计”的理念，他们认为科技先进不一定等于产品有优势，必须通过创新设计才能实现科技优势向产品优势的跳跃。现代设计在设计理念上与传统设计己有了很大的区别，现代设

计讲究以人为本，面向市场，面向对象，面向产品开发的全性能、全生命周期，注重环保。

②设计手段和设计方法的创新。充分利用现代的、高科技的创新设计手段和技术来改造传统的产品设计方法，是提高设计效率和设计质量，提升产品竞争力的必然趋势。创新设计的方法是实现创新设计理念的通道，如数字化技术、并行设计、虚拟设计、网络化设计为产品创新设计提供了有效的方法和手段。对这些设计方法的组合运用，将大大降低设计成本，缩短产品开发周期，提高产品质量和市场竞争能力。

(3)对产品开发模式进行变革。

产品的快速响应制造、绿色制造和超精密工程在21世纪对加工工艺和装备提出了新的要求，精确成形技术和计算机的模拟仿真是现代成形技术两个最突出的发展方向。因此，多产品开发模式进行变革，形成可靠、优质、高效、精密、特种、创新的加工工艺及装备技术，对发展我国制造技术、提高采煤设备的制造质量具有重要意义。

(4)国家要政策扶持，采取倾斜政策。

国有大中型企业要抓住国企改革政策扶持的机遇，立足高起点，依靠高科技，把我国大型采煤设备搞上去。

四．发展趋势

采煤设备的发展是与人类的技术进步、现代科学技术和整体工业水平息息相关的，特别是与机械工程科学和采煤工程学科的发展紧密相连。随着科学技术的发展和矿山现代化生产的需要，采煤设备产品需要大幅度的技术进步，技术创新是目前矿山机械所面临的新挑战。我国采煤设备的发展趋势只能立足我国市场，从我国的现实出发，加大企业改革力度、加大投入力度、加大宏观调控力度走自己的可持续发展的道路。以市场为导向，调整产品结构和产品类型，拓宽产品。

总的来说，采煤机械工程科学发展的总趋势将是交叉、综合化数字、智能化；微型、精密化；高效、清洁化；柔性、集成化。采煤设备重点发展方向应为连续采煤设备、特殊采煤设备、遥控采煤设备等四个方向：

(1)连续采煤设备。连续出矿设备及其工艺的成功应用，可实现采煤从间断到连续的工艺变革，矿山开采的连续化是提高采煤效率的最佳途径。电牵引采煤机、机械化全断面掘进技术、地下移动式破碎机、连续出矿、连续运搬设备的研制也将成为地下矿山装备的主攻方向。

(2)特殊采煤设备。随着矿产资源的不断开发，浅表矿床、富矿床和开采条件较好的矿床不断消失，迫使矿山转入深部矿床、贫矿床、薄矿脉和难采煤床的开采，与之相适应的深井开采技术及装备、薄矿脉开采技术及装备、硬岩开采技术及装备、高压水射流技术、地下溶浸技术、海洋采煤技术及装备的开发和应用，将受到各国矿业工作者的极大重视。

(3)遥控采煤设备。通过实时控制系统将给采煤方法带来实质性的变革。世我们国家正在极力利用遥控、无线电通讯仿真、计算机管理信息系统、实时监控等先进技术来控制采煤设备和系统，如遥控采煤机、自动化运输设备、自动化转载设备、遥、矿山机器人等。遥控采煤设备代表了21世纪采煤设备的发展方向。

五．采煤设备发展的建议

目前我国矿山机械的发展远远落后于其他工程机械的发展，要想彻底改变目前的现状。必须借鉴其他工程机械的发展经验，解决以下几个问题：

1)配套全球化。

配套件的采购只重性能不限国界，提倡它为我用，洋为中用，确保产品的可靠性。

2)功能模块化。

首先开发产品的标准功能模块，再根据用户的不同需要选择合适的模块组合成产品，将矿山机械的非标生产转变为模块的批量生产，快速满足矿山客户的多样性要求。