矿山机械装备的发展现状及发展趋势探讨

２、存在的主要问题
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２０１０’全国煤矿机械与救援装备高层论坛暨新产品技术交流会论文集
（１）我国矿山机械装备的安全状况、可靠性不容乐观 我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高，但同发达国家相比还有相当大的差距；现代化的综采 设备普及率还较低，有些矿井虽采用了引进的先进设备，但由于对其他国家技术的消化还不彻底，仍不能 进行正常使用和维护，一些先进的功能没有充分发挥出来，更有甚者，由于盲目追求生产，忽视安全，把 安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除，造成很大安全隐患，设备故障不能及时发现和处理，造成生产 事故，影响了生产的正常运行。为了追求利益的最大化，原有设备没有淘汰，到了设计寿命仍在超期服役， 大部分设备超负荷运转，带来很多安全隐患。 《２）矿山机械装备安全检测技术需要完善 矿山机械装备设备长期处于重载和交变载荷状态下工作，容易产生各种安全隐患，如果没有及时发现， 设备仍然处在重载、高速等环境下工作，就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在 不断更新，但由于矿山机械装备设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存 在，矿山机械装备安全检测技术仍然需要不断完善和提高，特别是在灵敏度和可靠性方面，许多复杂的难 题有待进一步研究。 （３）机械设计方法、手段不够成熟 虽然目前许多机械在设计手段、方法等方面已有比较成熟的理论与方法，但是对于有些大型、复杂的关 键矿山机械装备设备，目前高可靠性设计只有理论，还没有成熟的、理想的设计方法、手段。矿山设备的自 动化、智能化水平还不够高。如迄今为止，我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段，急需相关的 实验研究和验证；在掘进机的设计方面，现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷 谱，这些都对安全设计产生了一定的制约。 （４）矿山机械装备自动化、智能化水平较低 我国矿山机械装备产品的品种达数百种，如矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、 地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等，其运行的稳定性、可靠 性与国际发达国家相比还有一定的差距，特别是其运行自动化、智能化水平，国内各矿山企业、研究院所 还处于一个起步、初期阶段，离保证生产的安全、高效运行还有较大的差距，自主产权能力低，所有这些 都要求我们为开发自己自主的智能化产品而努力。
Ｏ矿山机械装备的发展现状
经过几十年的努力，我国矿山机械装备行业得到大力发展，但与国外同行业产品的发展水平相比，仍 存在着相当大的差距，尤其是在综采综掘装备和井下运输设备、井下救援装备和安全监测仪表等方面差距 尤其明显；对矿山机械装备产品而言，在制造质量、外观形状、可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方 面与先进工业国家相比尚有一定的差距，我国加入ＷＴＯ后，为了加快基础工业的发展，必须加快矿山机械装 备的开发与研究速度。 近年来，我国矿山机械装备行业通过对产品和技术的引进，或者与国外著名厂商的合作、合资，加速 了产品的更新换代，矿山机械装备行业有了长足的进步，传统产品的结构、性能和外观有了提高和改进， 制造工艺技术水平有了提升。 随着世界经济一体化的快速发展，矿山装备正向着大功率、高可靠性、自动化、智能化、信息化、节 能化、环境友好和高安全性方向发展。因此，对于矿山机械装备工作对象的研究、对于矿山机械装备行为 与性能的研究、对于其工况的在线监测与故障诊断技术等方面的研究就成了目前矿山机械装备研究的主要 方向。科技发达国家都把现代设计理论与方法、ＣＡＥ／ＣＡＤ／ＣＡＭ、先进控制与诊断技术等应用于矿山机械装 备，集成电路、微处理器、微型计算机、电子监控技术、节能新技术、安全技术以及环境技术等在矿山机 械装备中广泛应用，使其产品的设计水平、工作可靠性、自动化水平大幅度提升。
制造技术；复杂条件下设备及部件载荷谱的模拟与实验技术：人一设备一环境的协调性设计理论与方法；
装备的可靠性设计与动态优化设计；复杂系统多领域建模与协同仿真运行；矿山装备与煤岩的复杂作用机
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２０１０’全国煤矿机械与救援装备高层论坛暨新产品技术交流会论文集
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理为我国矿山机械装备提供创新性的设计理论依据。 （３）矿山装备安全与安全装备技术 针对矿山机械装备工况的在线检测、故障诊断及工况参数的可视化，旨在提高矿山机械装备运行的可 靠性，确保矿山机械装备高效安全地运行；通过对矿山灾害的成因、发生规律、破坏程度和防治方法的研 究，提高企业的应急能力及井下装备的安全工作能力，如研发井下应急救援设备及快速封闭系统，研究井 下探水设备及物探技术；研究矿山防爆电器电接触理论及矿山应用等。 （４）矿山机械装备运行的节能与环保技术 针对矿山机械装备高能耗、高污染（噪音、粉尘、辐射）等突出问题，研究解决的关键技术。着重研 究大型输送机低功耗运行的关键技术；降低采煤机、掘进机截割功耗的理论与技术；降低采煤机截割粉尘 的技术与方法等，实现有效降低煤炭生产的单位能耗，全面改善粉尘、噪声等高污染作业环境。研究矿山 电器设备变频调速和无功补偿技术。 （５）矿山装备的动态特性与监控关键技术 以机械系统动力学理论、岩石动力学理论、模态分析技术、有限元分析软件等为基础与手段，研究矿 山机械装备的动力学机理与行为。着重研究远程遥控式无人自动化掘进系统；井下掘进机器人的位姿及动 态特性研究：大型输送机非线性动态特性与控制技术研究；大型采煤机、提升机的系统振动与模态特征； 矿井工作面围岩、液压支架、输送机等设备系统间的动力学特征与协调控制理论。
２０１０’全国煤矿机械与救援装备高层论坛暨新产品技术交流会论文集
矿山机械装备的发展现状及发展趋势探讨
辽宁工程技术大学徐广明
摘要：随着科学技术的发展以及当前我国经济发展对煤炭资源的需求，对矿山机械装备的安全、高效运行 也提出了越来越高的要求。本论文在分析当前我国矿山机械装备发展现状、存在问题的基础上，对我国矿 山机械装备的将来发展趋势基础了一些自己的看法和分析，并提出了采取的应对措施。 关键词：矿山机械装备；机械安全；智能化；数字化
５结束语
总之，随着科学技术的发展，矿山机械装备正想着大功率、高性能、自动化、智能化的方向发展， 要开发适于我国国情的、拥有自主产权的矿山机械现代化装备，还需要我们科研工作人员综合运用机械技 术、电子技术、通信技术、传感检测技术、生物仿真等技术，开发出满足生产需要的矿山机械装备产品。
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１我国矿山机械装备设计、生产技术的现状
Ｉ １）矿山机械装备设备的装备水平参差不齐 我国矿山机械装备水平参差不齐，既有建于解放初期的老矿，也有新建的现代化矿井。老矿设备非 常落后，生产效率低下、安全性差、面临淘汰或设备急需更新的状况；现代化矿井大多建于２０世纪８０年代 中、后期，广泛采用了当时较为先进的综采机械，普遍引进了国外先进的综采设备。 （２）矿山机械装备的研发和生产能力不断增强 经过二十几年的研究、开发，我国的交流电牵引采煤机已逐步走向成熟，掘进机从轻型发展到了中、 重型，切割对象从煤拓展到了岩石，长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高，多数国产设备也已经 有了在线检测和实时监控，安全性大为提高。但总体来说，照国外还存在着较大的差距，国产设备自有技 术、创新较少，关键设备及技术主要还依赖进口。
４发展趋势
借鉴国外产品的发展趋势，我国矿山机械装备产品的发展走势应是：大力研发机电液一体化产品， 实现矿山机械装备工况的在线监测与故障诊断，大力提升工矿机械的自动化水平，提高产品的质量和可靠 性。 （１）煤矿综采综掘装备与智能化控制技术 将现代传感技术、微机控制技术、现代电力电子技术、数字通信及其网络技术等应用到煤矿综采综掘 设备的研发和设计过程中，一是研究新型综采综掘装备，如薄煤层开采关键技术及装备研究；二是研究现 有综采综掘装备的自动化技术、远程控制技术，实现其智能化；三是研究综采综掘装备的无人远程操纵技 术及数字化、可视化操纵技术。 （２）矿山装备的现代设计方法与技术 将现代设计技术与方法应用到矿山机械装备的研发及制造过程中，着重研究矿山机械装备现代设计、