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我国矿山机械的未来需求
作者：张闯英 李洪亮 张喜 徐宗乔
来源：《科技创新导报》2011年第14期
        摘 要:综合我国煤炭行业的特点,规模小,装备落后,机械化、自动化程度低,事故发生率高。提出我国煤炭矿山开采行业面临的问题,提出解决办法。合理利用综采,综掘,液压支架,科学的管理,提高我国的煤炭矿山机械行业的现代化水平。
        关键词:煤炭装备信息环保综采综掘全自动
        中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(b)-0073-02
        据悉我国煤炭行业今后几年将新建煤矿规模3亿t左右,将对工业结构进行调整,大力整合、改造现有煤矿、关闭小煤矿、淘汰落后的生产能力,加快大型煤炭基地和现代化大型煤矿的建设,这为我国矿山机械企业的发展提供了良好的机遇。
        1 我国煤炭工业机械的现状和与国际先进水平的差距
        1.1 我国煤炭企业的突出特点是,规模小、效率低、安全状况不好,产业集中度低
        据煤炭行业统计数据分析,大型矿井占32%,中型矿井占18%,小型矿井占48%。2004年,全国约有煤矿2.5万处,95%以上的小煤矿,煤炭产业的集中度只有15%,远远低于世界主要产煤国家的水平。2003年10大煤炭公司的煤炭产量约占全球产量的18.81%,有5家公司的煤炭产量超过1亿t,其中排名第一的皮博迪公司达到1.83亿t,力拓公司达到1.43亿t,美国前4家企业的煤炭产量占本国煤炭总量的46.9%。
        1.2 我国煤炭装备落后,机械化、自动化程度低、缺少大型成套设备
        据煤炭行业统计数据分析,2002年我国国有重点煤矿采煤机械化程度为77.78%,综合采煤机械化为62.98%,掘进机械化程度为81.15%,综合掘井机械化程度为15.03%,特别是乡镇煤矿,基本上是非机械化开采。而国外美国久益(JOY)公司、德国德伯特(DBT)公司和德国艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤层一次采全高的高产、高效综采成套设备。特别是信息技术在煤矿生产中得到广泛应用,实现计算机监测安全信息,运输系统、供电系统、和通风系统均无人值守。实行远程操作,视频监视,辅助专人巡视。
        1.3 煤矿安全生产事故多
        我国煤矿安全生产方面,重大瓦斯事故多发,这几年煤炭产量大幅度增长,煤矿百万吨死亡率还是下降的。据有关专家讲,矿井安全检测仪表,安全设备均在设计中作了考虑,多数事故都是矿井管理问题,真正因设备问题而发生事故较少。
        2我国煤炭工业对矿山机械设备的需求
        “十一五”期间,煤炭工业的生产技术水平将明显提高。国家将建成140个高效安全现代化矿井,国家将加大对煤矿建设项目的支持力度,已先后有17个煤炭建设项目,由国家开发银行出具贷款承诺,还将100多个高档普采工作面升为综采工作面,100多个普采工作面升为高档普采工作面。这样,中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80%以上;大型煤矿国内先进水平装备率达到20%,国际先进水平装备率达到6%,中型煤矿国内先进水平装备率达到10%,小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。目前,我国的煤机行业已经由单机制造转向成套设备制造,大型化,智能化,信息化,环保化方向发展,缩小与国外煤机企业的差距。
        2.1 井下综掘设备
        现在大部分煤矿都是回采方式,首先用掘进机在煤层里开辟巷道。以前国内的掘进机主要依靠进口,现在国内出现不少生产掘进机的的公司,规模比较大的如佳木斯煤机厂,太原煤机厂,三一重型装备有限公司,安徽山河智能等。其产量逐年提升,已经打破了国外垄断的局面。我们要开发适合自己的掘进设备,掘进机是井下挖掘的最重要设备。虽然国内生产的掘进机总体水平和美国,德国老牌掘进机又一定差距,但是在国人的努力下,我们正在迅速缩小差距,并在某些方面有所赶超。我们的掘进机必须安全、高校、人性化。第一要实用,再漂亮的外观,到煤井里面都会很快变成黑色,我们生产掘进机必须经久耐用,少出故障。第二要创新,随着我们采煤技术的发展,煤矿生产规模的扩大,对掘进机的要求越来越高。开发生产出适合时代潮流的掘进机,不能总停留在原来的层面上。第三要和谐,国内的掘进机公司要密切配合,独木不成林,只有国内煤机行业整体的快速发展,才能表明我国煤机行业的振兴。
        2.2 井下采煤重点设备
        采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性,达到高产量、高效率、低消耗的目的。采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种。
        锯削式采煤机,即截煤机,靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤。
        刨削式采煤机,即刨煤机,靠刨刀的往复运动刨削破煤。
        钻削式采煤机,靠钻头边缘的刀齿钻入煤体,由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎。
        铣削式采煤机,靠滚筒上的截齿旋转铣削破煤。
        2.3 全自动刨煤设备
        我国薄煤层储量约占总储量的21%左右,但是由于煤层薄,作业空间小,工作条件恶劣,薄煤层高产高效开采技术一直是我国煤炭工业研究探讨的重要难题。全自动刨煤成套设备(采高0.6～1.8m),主要包括刨煤机、配套刮板输送机、薄煤层液压支架、顺槽转载机、破碎机等产品。刨煤机我国生产厂家不多,技术水平不太高。刮板输送机目前国内有生产的,据说研发效果不太理想,2010年由三一重型装备有限公司生产的刮板输送机,实用效果还可以。主要是传动系统总出问题,因为输送的重量不稳定,所以这种工况冲击比较大。严重时链条断裂,有时两边的驱动系统不同步,中部槽具有弹性或间隙以及间隙等。液压支架国内生产厂家比较多,产量比较大,技术水平达到甚至超过国外水平。
        2.4 矿井提升设备
        目前我国约90%的原煤是靠井工开采的,我国煤炭产量到2020年将达20～32亿t,综合估算在“十一五”期间平均年需各类提升机150～180台套。现在提升设备总的发展趋势是:总体上向大负荷,高速度,大型化法相发展。无论是煤矿还是金属非金属矿山,无论国内还是国外,矿井深度的加大,缠绕式提升机逐渐被多绳摩擦式提升机所代替。提升机电器系统更加自动化,简单化。我国的矿山提升设备主要问题有:安全保护装置不到位,缺少深度指示器等,竖井斜井提升设备混用。等。采用恒力矩、恒减速液压控制系统:采用计算机数字控制自动化运行,提升速度及容器位置的监控全由电气自动检测、反馈、调整。实现提升机的全自动化监控运行。
        2.5 露天矿井开采成套设备
        露天开采占我国煤炭总开采量的10%左右。露天开采与井工开采相比具有煤炭资源利用率高,开采成本低,作业现场和工作人员更加安全等优点。大型露天矿设备从设计、制造到使用的技术性强,世界各国都争相把最先进的技术成果用在大型露天矿设备上,因此发展大型露天矿设备可以带动机械、电气、液压、信息等行业的发展,推动和促进我国民族工业的发展。在我国大型煤炭基地建设总体规划方案中,神东、晋北、蒙东(东北)、云贵、黄陇(华亭)、陕西等基地都建有大型露天煤矿,仅霍林河、伊敏河、胜利、平朔哈尔乌苏2000万t采选项目中16-45m3矿用挖掘机市场需求量就可达30-50亿元。在上述煤矿建设中对矿用卡车的需求量,估计,“十一五”期 间需100t级矿用车在250辆左右。当前需要开发研制斗容28m3、45m3的大型机械式正铲,斗容70m3、90m3、100m3臂长约为100m的大型拉铲。开发研制载重170-360t的大型电动轮自卸车,达到国际同类产品的先进水平。
        2.6 煤炭洗选加工设备
        煤炭清洁洗选加工技术是资源综合利用的基础,是提高煤炭热效率的有效途径。到2010年原煤入洗率达50%,原煤入洗量提高到11亿t,炼焦煤全部入洗,动力煤入洗率达到40%以上。洗选设备是工业原料和能源生产的重要装备,其效率的提高将成为节约资源和能源的重要环节。随着大量的小冶金、小煤矿、小水泥企业被关闭,新的大型选矿厂、大型选煤厂和大型水泥厂陆续建设,这对洗选装备提出了更高的要求,迫切需要处理能力大、选分效率高、运行可靠的洗选设备。洗选设备的自动化、大型化和高效节能化已经成为洗选设备制造企业今后研究的重点课题。
        通过多年自行开发和引进吸收,选煤工艺和技术装备水平不断提高,重介、跳汰、浮选、动筛工艺以及复合干式技术得到较快发展,形成了多品种、多系列的洗选设备。目前,中国已经拥有一批在世界上处于先进水平的选煤工艺和技术设备
        为此,矿山机械企业要抓住目前我国产业结构调整和企业深化改革之机,在国家政策的指导下加快矿山机械企业改组、联合、兼并、破产、重组和股份制改革的步伐,组建以矿山机械制造企业为主体,有煤炭生产企业入股、科研院所参与的大型矿山工程装备集团,如中国煤矿工程机械装备集团、太原重型机械集团煤机有限公司等,形成具有制造和开发能力、工程成套能力、有创新能力的企业实体。把企业建成具有市场竞争能力和抗风险能力的现代化矿山工程企业集团,努力向煤矿提供成套设备,减少用户的风险,为我国煤炭工业的发展做出积极贡献。
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