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露天煤矿装备技术水平及发展探究

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  摘要:伴随露天采煤的发展,露天煤矿装备技术水平不断提升,这在极大的程度上推动了露天煤矿装备的发展,并将其推到另一个高水平的发展巅峰。露天采煤具有一定的特点,它的采煤产量比较大,采煤的效率也很高,建设周期比较短,相对而言,劳动条件也很优越等。在以往的露天采煤中,国外的采煤技术不断发展,采煤量也有很大程度上的提升,但是那一时期,我国在露天采煤方面水平还没有得到提升,采煤技术一直处于落后的水平。随着时代与科技的不断发展进步,在近些年里,我国露天采煤技术才有了很大程度的提升。
  关键词:装备;露天煤矿;技术水平
  中图分类号:TD824 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(c)-0000-00
  在科技日益发展的今天,我国露天煤矿装备技术也得到了一定程度的发展。与其他一些国外的国家相比,我国在露天煤炭开采装备技术方面要远远的滞后于发达国家,但是,在我国不断发展的研究之下,我国露天煤矿装备技术已经有了很大程度的发展,并且在长壁综采技术方面以及短壁综采技术方面的发展水平已经达到了发达国家的技术水平的高度,这不仅给我国煤矿事业的发展带来了极大的动力,还为我国日后社会经济的发展以及国际地位的提高奠定了坚实的基础,为此,我国露天煤矿装备技术的发展步伐已经不断加快,与国际接轨已经成为了一种可能。
  一、对国内外露天采掘技术和采掘装备发展展状况分析
  (一)对长壁综采技术和装备的分析
  我国长壁综采技术在近些年里的发展主要从三个较大的方面展开分析,首先,我国在综采工作面生产方面的能力得到了较大幅度的提升,煤炭开采的范围也随之逐渐扩大,并在不断发展当中,逐渐形成“一矿一面”的高产量集约化生产模式。其次,随着高效综采装备以及开采工艺的发展与完善,其综采装备以及开采工艺已经被广泛的应用,并且使用范围也不断的扩大,在中厚煤层以及厚煤层一次性开采方面,已经实现了全自动化生产,这不仅提升了煤炭开采数量,还为煤炭行业的发展提供了强有力的技术性的基础。最后,在高效综采装备方面的技术研制与开发方面,已经有了很大程度上的突破,煤炭生产的年生产量也达到了人们理想中的数值,与此同时,综采工作面也形成了自动化的生产模式,大型综采矿井技术已经达到了规定的指标,甚至已经远远的超出了大型先进露天矿井的生产水平,这不仅有利于煤矿行业的发展,还能够在一定程度上带动了我国社会经济的快速发展。实践表明,长壁综采在煤炭井工开采当中已经成为一种重要的开采方式,在近年里,我国煤矿长壁工作面数量在不断上升。
  如今,我国综采设备设计以及制造企业已经开发出了一种较为先进的、功率较大的电牵引采煤机以及重型刮板输送机等等,形成了每台综采成套的先进技术装备,并且,针对与不同的煤层,都取得了良好的使用效果。另外,国内煤机企业在不断的应用科技的手段,将大功率生产等作为开发重点,并用创新的方式,不断的推动了重大装备研究发展的速度。
  (二)对具有综合性质机械化掘进技术和装备的分析
  我国早在20世纪60年代就已经开始对悬臂式掘进机进行研究,在研究过程中,主要有三个阶段,即引进、消化吸收以及自主研制这三个重要的阶段。在日后的发展当中,我国在设计掘进机以及加工制造水平方面已经越来越先进,在这期间,中型悬臂式掘进机也得到了一定程度的发展,并且其使用技术以及水平不断提升,越发成熟,在快速的发展当中,形成了系列化设备。为此,在日后几年发展中,出现了很多重型的掘进机,这些掘进机机重大约在60t,它的截割功率在200kW左右,这种重型掘进机在研制成功以后,被广泛的推广与使用。在此之后,相关人员继续研究,研究出较为先进的故障诊断及时以及恒功率截割技术等等,并将这些技术应用在重型掘进机当中,以确保综合除尘设备能够更好的运行。在我国“十一五”期间,我国掘进机总体参数与国外相比,已经接近或远远的超出了其水平,对于新研制的掘进机而言,其截割功率要大于300kW,机重大约为120t,这种设备能够采掘5.8米的深度,还具备离机严控以及故障诊断等方面的功能,这进一步推动了我国悬臂式掘进机技术向新方向发展。
  实践表明,我国在巷道机械化掘进机以及支护技术方面,要远远的落后与采煤机械化生产与发展,这与当今社会高效生产发展方面的需求不符合。在此之后,我国也不断的向其他国家引进亚锚杆支护技术,并且不断的在现场展开示范,这有利于锚杆支护技术相关科研项目,这些都推动了我国煤巷锚杆支护技术的发展。锚杆支护技术在全巷道以及冲击地压巷道等方面被广泛的应用,得到了较好的支护效果,并且其经济效益也得到了一定程度的提升。
  (三)对高效短壁开采技术以及装备的分析
  与长壁机械化采煤法相比,二者的区别主要在于,在工作面采用通风方式上以及管理方式上存在着一定的差异;并且,二者在所采用的自行能力方面也有着不同点;在采区区段划分方面以及区段内煤体切割、回收方面,方法的使用也存在着很大的差异。一般情况下,短壁机械化开采使用的通风方式需要应用部分局部通风的方式,并且,其中的一些较为主要的机械设备等,均能够独自的行走。区段划分方面,通常需要形成一个与标准规定范围相符合的短壁回采区域,待回收煤柱以后,长壁工作面依旧会产生冒落的现象,这导致出现了煤房、煤柱回采会避开支撑压力高峰区的现象,使得高峰区与回采不再同一个工作面上。这在大型井田边角煤地段比较适用,在综采工作面中的小型井田范围内却不适合开采,但是,在煤柱回收、“三下”压煤回收方面却又很大的贡献。对于短壁机械化而言,它的回采工作面一般在布置方面上都具有一定的灵活性质,在回采的过程中,能够实现“即进即退”机动回采。一般情况下,都不会由于断层、褶曲以及裂隙等问题的出现而给正常的运行工作带来消极的影响。
  与国外的一些国家相比,我国在短壁机械化研究以及配套设备研究方面,起步要远远的晚于国外的国家,这就导致出现了同类产品出现长期空白的现象。很多时候,短壁采煤在我国的一些地区,例如乡镇等地都依旧采用以往的房式、房柱式的工艺,并且应用较为简单的工艺进行煤炭开采的工作。直到近些年里,我国短壁开采技术才有了较大程度的进步与发展,通过长久的研究与探索工作的实施,我国已经在传统的房柱式以及刀柱式短壁采煤方式的基础之上,研究了一套具有新科技、新技术的短壁机械开采技术,这标志着我国已经实现了短壁综合机械化的煤炭开采方式。   二、与国外相比我国在掘进机领域研究方面存在的差距分析
  与国际的先进水平相比,我国掘进机领域在基础研究方面、破岩能力方面等都有很大的差距,这些差距主要表现在以下几个方面,即:
  (一)基础研究不够充分
  我国在掘进机基础研究方面,其能力还比较薄弱,研究工作也缺少充分性质,与我国煤矿地质条件相符合的载割、装运等研究理论还没有被建立起来,严重的缺少较为完整的设计理论作为研究理论的依据,并且在计算机动态仿真方面,其工作还无法开展,一直都处于空白的状态之下。
  (二)机械设备一些组成部分在使用寿命方面与国外存在着差距
  煤炭采掘机的主机主要应用原材料和关键零部件、轴承等一些较为基础件组成,这些基础性部件使用寿命一般都不会太长,并且在可靠性方面也存在着一定缺陷,为此,无法与国际先进的水平相比,两者之间存在着较大的差异。
  (三)缺少破岩能力
  我国的一些设备在对岩石截割方面存在着一定的缺陷,一旦岩石硬度超大于100MPa的时候,截割振动就会随之加大,截尺损耗率不断增加,这给掘采设备带来了极大程度的损害。
  另外,在自动控制技术水平方面,其水平比较落后。我国很大一部分的装置都来自国外,在断面监视系统方面其作用也是非常有限的,可靠性比较低,也严重的缺少自动化截割的功能,故障诊断方面也较为被动,功能单一化,同时,在检测数据方面,也无法应用远程传输技术完成传输工作。
  (四)多功能一体化进程技术水平不高
  在煤炭采掘设备当中,机载锚杆钻臂系统以及机载临时支护系统再工方面,其工作效率往往都比较低,掘进机的成巷速度无法提高,机载除尘系统也没有有效的应用在煤炭开采工作当中。除此之外,在装备制造工艺以及检测手段方面,产品也缺少可靠性与工艺性,在重型掘进机方面,也有很多方面存在着差异,无法与国外一些国家相比,为此,在未来我国煤炭开采行业当中,还需要相关人士不断的探索研究,以确保能够赶超国外国家水平。
  三、我国露天煤矿采掘技术未来发展趋势分析
  事实上,煤炭生产量和采掘技术装备之间存在着较为密切的联系,实践表明,采掘技术是煤炭增长的重要动力,扮演这脊梁的角色。在我国国民经济不断发展的今天,国民经济一直以持续、强劲以及高速发展的态势,给煤炭行业的装备制造等都带来了极大的发展机遇,并且,在日后的几年里,采煤技术装备的发展趋势也必将会越来越好,并且会提升煤炭生产率,推动煤炭行业更加快速的发展。
  首先,未来的采煤技术装备将会更加完善,并且采用的试验手段也将会更加有效,在这基础之上,有效的提高可靠性。在试验中,将会利用计算机辅助设计功能,建立起专业的实验室,从而实现提升机械设备试验水平的目的。
  其次,采煤技术的机电一体化趋势也会更加明显。伴随目前应用型技术的快速发展,新型设备机电一体化的趋势已经越发的明显,它的技术水平也在不断的提升,如:监测监控技术更加信息化、科学化与自动化,在工程检测以及故障诊诊断方面,其内容也越发的完善,并且在驱动电机功率自动调节之下,其可靠性以及安全性越来越高,并且在煤炭采掘的过程中,越来越不会受到地质条件的制约,其适应性也逐渐的提高。
  再次,随着科技的不断发展,综采工作面三级配套技术自动化程度业所改善,并且自动化程度提升的幅度也越来越大。在综采工作中,已经应用了电控系统以及电液控制系统、信息处理系统等等,在这之中,电控系统主要将电子计算机作为重要的核心,应用这些系统,其目的在于为采掘设备的正常运行提供相应的保障,并且确保能够实现跟机联动的目的。
  除此之外,综采工作面综合配套能力也不断提高,功能更加多样化。目前,有很多系统都已经实现了多功能集成的目的,例如,掘进机主机集成机载锚钻系统、机载临时支护系统以及机载除尘系统等等,这些系统由于已经实现了过功能集成的目标,这标志着单机成巷速度已经提高,并且在安全生产方面也已经完成了其目标。
  同时,伴随短壁开采技术和装备成熟发展,目前已经向着系列化的方向发展,这使连续采煤机的适用范围逐渐扩大,例如煤巷的快速采掘与深层煤巷采掘等等。另外,在石膏矿或者一些非煤矿山、露天煤矿边坡等都很适用,并且能够保证开采的数量。为此,我们可以认为,采煤技术装备在未来的发展中,将会向着装备成套化以及自动化、可靠性等方向发展,并在不断的发展中,带动这我国社会经济的有效发展。
  总结:
  本文主要针对国内外露天采掘技术和采掘装备发展展状况以及我国露天煤矿采掘技术未来发展趋势进行相应的分析,从分析中,明确了我国露天煤矿设备发展与改进的状况,并且,与国外相比,我国在近年里,露天煤矿的开采技术与装备都更加的科学化与自动化,这不仅能够提升露天煤矿开采的数量,还能够满足我国社会发展的需求,在提升我国社会地位方面有着极大的推动作用。另外,对于采掘技术装备的发展,也必将会逐渐的向机电一体化与机械配套化的方面发展,从而提升综采工作面工作的效率,从而为煤矿企业的发展奠定良好的基础。
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