近 10 余年來，我國煤炭開采技術和裝備的自主創新研究取得了重大進展，在液壓支架、采煤機、刮板輸送機、帶式輸送機以及綜采自動化技術等方面都實現了重大突破，經過井下工業性試驗取得了良好的應用效果，使我國煤炭開采技術和裝備整體上達到國際先進水平。依靠自主創新，我國長壁綜采裝備取得了巨大進展: 一是綜采工作面生產能力大幅度提高，出現了“一礦一面”年產千萬噸級的高產高效、集約化生產模式; 二是安全高效綜采裝備和開采技術不斷完善，推廣使用范圍不斷擴大，中厚煤層開采、7 m 厚煤層一次采全高和薄煤層自動化開采等技術和工藝取得巨大成功; 三是自主研發的重大綜采裝備取得新的突破，單工作面年生產能力已經突破 1 000 萬 t，實現了綜采工作面生產過程自動化，整體上達到國際先進水平。

　　1 我國采煤機械裝備實現重大突破

　　1. 1 液壓支架液壓支架是煤礦井下長壁工作面的關鍵設備之一，近年來，以研究支架與圍巖的相互作用為基礎，以采用現代優化設計、三維 CAD 動態參數優化設計、系統可靠性設計為手段，以提高鋼材強度和焊接性能為途徑，以實現電液控制和自動控制為目標，經過長期自主創新，成功研發適應于我國各類復雜地質條件的液壓支架結構，包括輕型支架、大傾角支架、薄煤層支架、厚煤層一次采全高支架、特厚煤層大采高放頂煤支架、三軟難采煤層支架等架型。液壓支架高度適應范圍為 0. 65 ～ 7. 20 m，支架中心距為 1. 50、1. 75、2. 05 m，支架最大工作阻力達18 800 kN。支架全面實現電液控制，支架的降、移、升循環時間小于 10 s。液壓支架目前已經完全實現國產化，全面替代國外產品，且在最大高度、工作阻力和復雜難采煤層液壓支架適應性等方面領先于國外產品。我國自主研發的世界上最大工作阻力、最大支撐高度，一次采全高液壓支架參數如下( 其中 P 為油缸壓強) : 支架高度/mm 3 200 ～ 7 200 支架寬度/mm 1 960 ～ 2 210 支架中心距/mm 2 050 支護強度/MPa 1. 60 /1. 47 底板尖端比壓/MPa 2. 6 ～ 5. 6 初撐力/kN 12 364 工作阻力/kN( P = 47. 8 /43. 3 MPa) 18 800 /17 000 操作方式 電液控制泵站壓力/MPa 31. 5 長 × 寬 × 高/( mm × mm × mm) 9 200 × 1 960 × 3 200 質量/t 69. 79

　　1. 2 采煤機自 20 世紀 90 年代煤炭科學研究總院上海研究院與波蘭科瑪克公司合作，成功研制出我國第 1 臺交流變頻電牽引采煤機，20 年來我國電牽引采煤機技術得到了快速發展。經過采煤機生產企業和用戶的開發研究，使我國的交流變頻電牽引采煤機技術日趨成熟，基本實現采煤機無線遙控、端頭控制、電控箱面板控制和加變頻器箱面板直接控制，并具有截割功率監測、恒功率控制和過載保護、牽引電機電流監測和負荷控制、故障跟蹤記憶、開機運行提示的功能，同時具有截割電機、牽引電機和冷卻系統的溫度檢測和保護功能。

　　1. 3 刮板輸送機隨著我國采煤安全高效技術水平的不斷提高，對綜采工作面刮板輸送機技術提出了更高的要求。經過多年研究攻關，隨著新技術、新材料、新工藝的不斷引進和廣泛應用，我國的刮板輸送機技術水平不斷提高，技術含量不斷提升，正向著超重型、大型化、大運量、高可靠性的方向發展。截至目前，我國自主研發的刮板輸送機已經形成了系列化，最大安裝長度 300 m，最大裝機功率為 3 × 1 600 kW，最大中部槽內寬 1 388 mm，最大輸送能力 4 500 t /h。刮板輸送機機頭采用交叉側卸布置，機尾采用自動伸縮機尾，配置工況監測系統，整機全面實現了軟啟動運行，有效減少了運行故障，延長了使用壽命。

　　1. 4 帶式輸送機近年來，隨著我國采煤技術整體水平的不斷提高，安全高效礦井生產能力不斷增強，對帶式輸送機技術性能的要求也越來越高，帶式輸送機正向長距離、大功率、高帶速、大運量、高可靠性的方向發展。目前，我國帶式輸送機的最大輸送帶寬 2 000 mm，帶速 4. 5 m /s，運量 4 500 t /h，增加卸載驅動點，可使單機長度達到 6 000 m，裝機功率達 3 × 1 250 kW。我國大型帶式輸送機普遍采用先進的中壓變頻驅動控制技術，實現了帶式輸送機的低速平穩啟動和帶速連續可調，實現了輸送機的軟啟動，同時還采用了先進的液壓自控張緊裝置，可以隨著帶式輸送機輸送帶張力變化自動調節輸送帶張力與張緊行程的平衡，使輸送帶始終保持適度的撓度，從而保證了帶式輸送機的平穩運行。最近中國煤炭科工集團上海研究院開發了能使輸送帶自動對中的新型多層輸送帶纏繞方式的儲帶系統，解決了輸送帶在儲帶倉易跑偏和張緊車易掉軌問題，新型高效儲帶系統可使儲存輸送帶折疊為 6 層，儲存輸送帶長度可達 200 m 以上。目前我國的帶式輸送機形成了系列，提升了水平，可以滿足各類礦井和各種復雜條件下的運輸要求。

　　1. 5 自動化控制技術近年來，我國綜采工作面單機裝備的自動化技術研究取得了較大發展，主要體現在以下 3 方面。 1) 液壓支架電液控制系統方面。基本實現了支架電液控制系統的所有功能，如支架的自動降移升、自動推移刮板輸送機、跟機自動化作業、遠程操作等功能普遍實現了全自動化電液控制，且全面實現了國產化。國內液壓支架電液控制系統研究生產單位，主要包括天地科技股份有限公司北京天地瑪珂電液控制系統有限公司( 簡稱天瑪公司) 、四川神坤裝備有限公司、山西平陽重工機械有限責任公司、廣州日濱科技發展有限公司、鄭州煤礦機械集團股份有限公司等，其中天瑪公司占國產液壓支架電液控制系統市場銷量的 70% 。天瑪公司還研制了適合于薄煤層、中厚煤層、放頂煤 3 種不同煤層厚度的液壓支架電液控制系統，目前已完全實現了支架高度測量、支架姿態檢測與控制、支架護幫板圍巖耦合控制等技術，使支架的移架速度控制在 10 s 以內。 2) 智能型采煤機自動控制方面。國內的采煤機廠家主要有天地科技股份有限公司、中煤裝備西安煤機廠、上海創立集團股份有限公司、IMM 國際煤機雞西煤機廠、太原礦山機械廠等單位，這些廠家采用的最新技術基本實現了記憶割煤和采煤機位置檢測、搖臂調高控制和機身姿態檢測、機身水平控制等技術，在薄煤層工作面基本上實現了無人控制。 3) 刮板輸送機方面。刮板輸送機的最新技術包括減速器和電動機溫度監測、雙速電機降壓啟動、首套單機 1 600 kW 智能調速型液力耦合器軟啟動、 “三機”啟停和軟啟動集成控制、鏈條張力監測與智能化機尾伸縮自動控制、潤滑油在線鐵譜分析、軸承在線振動檢測功能、轉載機、破碎機自動推移、帶式輸送機機尾自動伸縮等。

　　2 我國采煤裝備與國外的主要差距

　　我國自主研發的采煤機、液壓支架、輸送設備等成套裝備，具有很強的技術實力和市場競爭力，其產品技術含量高、可靠性強，已經出口國外，逐漸打開國際市場。目前我國采煤機械裝備技術水平與國外距離逐漸縮小，除了采煤機械高端產品，我國采煤機械已經能夠滿足國內市場需求。但是我國煤機裝備同先進的現代采煤裝備相比，還存在較大差距，主要體現在“二高”、“三化”上。“二高”即高可靠性、高安全性，“三化”即智能化、信息化、自動化。我國的現代采煤技術裝備的可靠性及智能化水平有待進一步提高。

　　1) 采煤機: 與國外高端采煤機相比，在采煤機智能化功能方面還落后于國外高端采煤機，如全過程記憶割煤、遠程遙控、機載視頻、煤巖識別等方面還處于探索階段。 2) 液壓支架: 國產液壓支架與國外高端產品的差距主要在于產品的綜合可靠性，包括材料、關鍵元部件、液壓支架高級控制功能等方面，全工作面液壓支架跟機自動化才剛起步。 3) 刮板輸送機: 與國外高端刮板輸送機相比，國內刮板輸送機在軟啟動、關鍵元部件、自動伸縮機頭及在線故障診斷等方面還存在不足。 4) 帶式輸送機: 與國外可伸縮帶式輸送機相比，國內可伸縮帶式輸送機在動態分析、軟啟動技術、自控張緊技術、自動化監控智能程度等方面存在不足。 5) 自動化技術: 國外的煤礦機械裝備供應商、科研單位等在采煤機位置三維檢測、工作面設備自動找直、工作面通信技術等一些關鍵技術上取得的成果，明顯領先于我國的技術。

　　3 我國現代化采煤技術裝備發展方向

　　依靠自主創新，不斷突破綜采工作面惡劣環境下信息安全傳輸、煤巖識別、工作面直線度控制、綜采設備姿態定位、安全感知、視頻監控、遠程控制等多種技術，形成一套集檢測、控制，視頻、音頻、通信于一體的綜采工作面智能控制裝置，確保綜采設備連續、協調、高效、安全運行，實現工作面生產過程智能化、管理信息化、操作少人化、甚至無人化操作。通過綜采工作面自動化、智能化等技術研發，將綜采工作面中液壓支架、采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、帶式輸送機等煤機裝備有機整合，全面提升現代采煤技術裝備的自動化和智能化水平，為煤礦用戶提供可靠的煤機裝備成套解決方案，為自主研發的煤機成套裝備參與國際市場競爭創造條件。

　　參考文獻:

　　[1] 王金華. 中國煤礦現代化采煤技術裝備現狀及其展望[J]. 煤炭科學技術，2011，39( 1) : 1 - 5.

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　　[3] 王國法. 煤礦高效開采工作面成套裝備技術創新與發展[J].煤炭科學技術，2010，38( 1) : 63 - 68.

　　《我國煤礦開采機械裝備及自動化技術新進展》來源：《煤炭科學技術》，作者：王 金 華