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煤矿行业机械分析

我国煤矿机械工业现状分析

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我国煤矿机械工业现状分析

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煤矿机械

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1035篇，其中关于现状分析56篇；煤矿机械489篇；特征量提取10篇，其余为煤矿机械工业现状的其他情况。

文献综述

前言

煤矿机械发展的主动力来源于现代化先进技术以及技术创新。

随着信息时代的到来，现代化信息技术及传感器技术日新月异，促进了煤矿机械行业智能化水平的不断提高。

为更好的满足煤矿生产现代

化需求，煤矿机械也要致力于自动化及电子化发展，构建机电液一体化系统[1]。

1煤矿机械行业高新技术应用

第一，对于条件较为特殊的煤层，其综采技术装备研发取得了长足发展。

对工作面的顶板出现破碎的情况，已经研发出机身较窄的采煤机；对于需要进行分层开采的情况，可以利用自动铺联网液压支架；对于硬度较高的可以使用顶板软化技术，必要时可以结合高支护强度液压支架。

第二，对于相对较厚的煤层，在开采技术装备的研发及实际应用方面也取得了一定成果。

据相关部门统计结果显示，在我国领土范围内，大约有近一半的煤层厚度都在3.5m以上，属于厚煤层，并且大多数是角度低于25°的缓倾斜，对于这类煤层而言，尽快实现机械化开采，对于促进我国工业的全面发展具有十分重要的作用。

集中精力研发并实践一次采全高的厚煤层顶煤综采技术，这样煤口位置就可以划分为低位、中位以及高位3个不同的等级，同时从实际情况出发配合使用单台输送机或者双台输送机，对于煤层厚度在6~12m的煤层开采工作面来说，可以有效的预防采取分层开采方式所带来的大量巷道以及与之相配套的支护或者是分层铺网的麻烦，符合经济性原则。

第三，生产辅助过程的机械化装备取得了一定的成果，进而为尽快实现矿井现代化创造有利条件，在实践中应用范围最广的辅助运输设备主要有单轨吊、齿轨车、卡轨车、胶轮车以及无轨胶轮车等，牵引动力也有钢丝绳牵引、电牵引以及柴油牵引等3种类型，这样可以在很大程度上缓解工人的工作负担，综采设备的使用效率也因此得到明显提升。

第四，矿井状况监控。

通过对一系列矿井通信、

矿井安全以及设备工况监测控制系统的引入，在很大程度上促进了矿井安全条件的改善，为矿井装备运行的正常性提供有力保障；最后，煤矿机械关键零部件水平有了很大程度的进步，煤矿机械设备整体的安全性及可靠性也有明显提高，进而为促进煤矿产业实现高产高效创造坚实基础，一种矿井状况监控系统的架构如图1所示[2]。

2煤矿机械行业发展前景分析

（1）煤矿机械行业机电液一体化技术发展前景作为综合性较强的高新技术，机电液一体化是通过整合机械、电子新兴以及液压系统等一系列技术而形成的，该系统与之前的系统相比，其性能有了很大程度的提升。

对电气元器件以及机械进行了有效集成，实现了煤矿机械动作感应及调整的自动化，不仅如此，还为煤矿机械的无人化操作提供了有利的技术支持和保障。

煤矿机械自动化发展的目标大致可以归结为以下4方面：

第一，开采、挖掘、运输机械为实现机电液一体化而努力；第二，通信监控及调度管理为尽快构建多媒体一体化系统而努力；第三，促进操作控制技能的可靠性及智能化程度的进一步提升；最后，积极致力于节能型用电技术以及电气装备的研发。

在煤矿机械机器人技术方面，由于煤矿生产领域作业环境极为复杂和恶劣，一方面，给煤矿工人的身体健康造成了极大的负面影响；另一方面，复杂的地质环境使得异常状况经常出现，从而给煤矿工人的生命安全形成极大的威胁。

鉴于此，需要集中主要精力，加大对煤矿机械机器人技术的研发力度，确保煤矿生产领域无人化操作目标的尽快实现。

关于煤矿机械集成驱动技术。

所谓机电集成驱动技术，主要指的是高度集成电动机、高速机械以及执行机构的具有动力传输功能的装备，机电集成驱动技术最大的优点就是结构紧凑、占地面积有限、并且制造费用低廉、符合经济性原则。

在煤矿机械领域引入机电集成驱动技术，一方面，有助于实现对尺寸及占地面积的有效控制，促进机械系统灵活度以及空间适应性的进一步提升；另一方面，还能依托于集成化，拥有新原理及新功能，并对可靠性程度更高的零部件及系统展开积极探索，进而研发出可靠性及安全性程度更为优越的煤矿机械新技术[3]。

（2）主动预防性维护技术发展前景对于煤矿生产领域而言，生产过程的持续性的重要保障就是确保大型及关键性设备运行的正常性，要想确保重要设备运行的正常性，关键就在于对此类设备的检修。

一直以来，我国煤矿生产领域的大型重要设备的检修实行的事后维护以及定期检修制度，随着时代的发展以及生产要求的相应提高，此种预防式设备检修制度已经无法充分满足现实需求。

当前国内外积极致力于煤矿生产关键设备的状态维修，也就是预知维修，此种设备维修制度主要是指在煤矿生产大型关键设备的运行过程之中，对设备的工作状态信息进行检测，并以此为主要依据对该设备的工作状态正常与否做出判断。

主动预防性维护技术与其他维护技术相比设备故障率更低，见图2。

如果经过检测发现设备运行处于异常状态，就需要进一步确定设备出现故障的准确位置，这样可以为相关设备维修人员进行及时维护提供便利条件，这样，一方面可以实现设备维修费用的大大降低；另一方面，还有助于将停机时间控制在最低限度，从而最大限度地降低由于设备故障所导致的经济损失。

通过对煤矿生产设备进行失效分析，结果显示，煤矿生产大型关键性设备所出现的所有类型的故障，其产生以及发展均源自于根源性参数异常，在该因素的影响之下，导致材料发生磨损，并对设备性能造成不利影响，情况严重的，甚至会导致设备的一些功能被毁损，以致于无法正常开展工作。

由此看来，要想进一步延长煤矿机械设备无故障持续工作时间，最有效的途径应当是对根源性参数异常情况进行密切监测，确保根源性异常参数一旦出现便被及时发现，并采取相应的解决对策加以纠正。

预防性维修是主动预防性维护发展的重要基础。

开展主动性预防维护以及预知维修既有相同之处，各自也具有自己的特点，二者的共同点主要体现为其主要依据都是针对系统工况的实时监测数据。

二者的最主要的差别是进行监测的对象不同，对于预知维修而言，其主要监测对象是材料磨损状态以及性能降低的先期失效表现，实践中比较常见的主要有磨粒特征、铅的具体含量、煤矿机械设备的运作噪声以及振动等情况，其以监测到的失效征兆为主要依据，对失效的程度以及发生故障的准确位置进行判断。

比较具有代表性的有油液理化性能以及工作温度等，不仅如此，还借助相应的维护及修理等措施将基本参数控制在允许值范围之内，这样便可以有效地避免出现失效现象，同时还可以在一定程度上使煤矿机械设备以及相关的零部件的使用时间有一定程度的延长。

[4]

3、改善我国煤矿机械化现状的措施

3.1重视设计方法

煤矿机械性能的好坏关键在于设计，在我国机械生产领域，设计往往是薄弱环节。

随着20世纪60年代发达国家进军世界市场脚步的加快，机械设计成了市场竞争的根本，同时各种各样的设计方法被研究出来，国外专家提出，机械生产成本的80%由设计决定。

近年来，虽然我国在煤矿机械设计上投入了很大的成本，在设计上也有所创新，但是应用到实际生产中的还不多。

所以，采用现代设计方法，对设计提高重视度，才是我国煤矿机械发展的重点。

要想实现机械结构的最优、性能最好、成本最低、使用寿命最长，就要掌握现代化机械设计方法和CAD技术。

3.2提高煤矿机械的高科技含量在煤矿开采生产中，机械设备无处不在，煤矿机械设备大多为大、中型设备，它们常年为矿井开采、掘进、支护、选煤等提供服务，但是由于其工作环境特殊，对设备的安全可靠性要比其他行业高。

我国煤矿机械生产不仅要满足井下特殊生产的需求，同时还要增加国际市场竞争力，当务之急，在设计、生产过程中要努力结合各类科研成果，提高机械生产的技术含量。

结合现代化的计算机信息处理技术和传感器采集技术，将自动识别技术运用到采煤机的螺旋滚筒上，使得采煤机能够自动识别煤层的顶底板及煤岩介质，同时还要实现采煤机传感器根据煤层物理介质的不同进行自动调速功能。

掘进机要根据煤岩体硬度自动调整运行功率，瓦斯囊探排装置要实现自动预测瓦斯囊所在位置及大小等自动化技术。

要将各种有用的自动化技术移植到煤矿机械中，从而实现生产参数的可视化、运行状态及时显示、煤矿机械的自动控制、故障诊断、排查等和实际生产息息相关的功能。

3.3煤矿机械中要应用材料科学成果

据统计，在以往的煤矿机械设备故障中，机械本身质量问题引起的故障只占一小部分，很大一部分是因为机件腐蚀、生锈所导致的机械故障。

比如说，掘进的削刀失效的最主要原因为腐蚀，因为腐蚀，使得刮板运输机的溜子槽、牵引链等失效脱落，液压支柱的注液阀因为腐蚀造成加压喷液现象等等，机件腐蚀为煤矿机械带来了很大危害，影响了井下生产，降低了煤矿企业的经济效益。

随着我国材料科学的发展，使得许多工业机械设备材料有了更大的生命力。

如将PKD安装到掘进机和综采机的截齿齿尖，其耐磨、抗腐蚀能力要提高10倍以上。

又如在煤矿机械关键零件上安装陶瓷材料、碳纤维材料等，可以大大提高机械设备的安全可靠性，不仅减轻设备重量，同时对机械形体设计提出更大的挑战[5]。

3.4利用最先进的机械加工技术

我国的机械加工技术和国外差距并不大，关键是没有充分发挥出技术潜力。

所以，要利用先进的CAD技术对主要机械部分进行产品的加工设计。

要将无余量加工技术引入到煤矿机械加工过程中，同时配合超塑成型技术，对机械配件进行快速原形加工处理。

利用这些机械加工方面的新技术，可以大大提高煤矿机械设备的加工精度、加工质量、加工自动化程度及加工速度，缩短设备生产周期[6]。

4．我国煤矿机械设备的发展方向

4．1综合化。

煤矿机械设备功能的综合化就是把各种不同机械设备的功能综合在一起，实现一台煤炭机械具备几种不同的功能，如把煤电钻和凿岩的功能综合起来，把单体液压支柱和顶梁功能综合起来。

这样机械设备将会得到更有效率的利用。

4．2智能化。

煤炭开采行业要跟上世界的脚步，尽快地实现机械设备的智能化，以解决制约我国煤炭行业发展的瓶颈问题。

4．3灵活化。

煤矿机械设备的灵活化就指我们可以在各种复杂的地形地貌条件下应用一台煤炭机械进行工作，换一句话就是实现煤炭机械更强的适应性如果实现了煤矿机械设备的灵活化的发展就会很大的提高煤炭行业的开采效率和效果，进而提高整个煤炭行业的开采能力，实现我国煤炭产量的提高，更好地适应我国快速发展的经济。

4．4国产化。

我们国家的煤矿机械经过了长久的发展，已经取得了很大的成果，在一些比较常用的设备基本上实现了国产化，拥有了自主的知识产权。

但是面对高精密的煤炭机械设备，还要依赖国外的先进技术，这就严重制约了我国煤炭行业的发展，因此我们必须努力实现高精密煤炭机械的国有化生产并拥有自己的知识产权。

[7]根据有关规划，到2020年我国煤炭生产集中度应大幅提高，大中型煤矿产量比重进一步提高，矿区生态环境基本改善，主要生产技术指标达到国际先进水平，煤矿安全生产形势实现根本好转。

有关专家分析说，未来几年，我国煤炭机械需求量将大幅提高，煤炭机械市场空间广阔，行业将迎来诸多发展机遇。

一是随着西部大开发战略的进一步实施，西部地区对于煤炭机械设备的需求将随之提升；二是目前山西、河南等省的煤炭企业兼并重组工作基本完成，其他地区的煤炭兼并重组工作也在加快推进，这将有利于提升我国煤炭行业的集中度，全面提升煤炭机械化生产水平。

三是根据煤炭行业发展“十一五”规划，到2010年我国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%以上，中型煤矿达到80%以上，小型煤矿机械化、半机械化程度达到40%。

在“十二五”期间，煤炭行业的机械化程度将进一步提升。

四是煤炭行业为进一步改善安全生产形势，将不断加大在煤炭机械方面的投入，特别是对自动化设备的需求可能出现大幅度提升。

专家建议，我国煤炭机械行业应该进一步加强自主创新能力，提升产品在制造设计、加工工艺、高强度材料和关键质量指标等方面的水平，稳步推进重点装备国产化；积极构建以“企业为主体、市场为导向、产学研相结合”的自主创新体系，真正提升企业的自主创新能力；要充分重视市场开拓，既要布局国内市场，也要加大对海外市场的开拓；既要做好市场营销，也要为客户提供更好的售后服务；加强企业内部的信息化管理，提升管理水平，从而提高企业的经济效益。

[8]

五、技术装备政策建议

装备制造业是工业化或后工业化国家的主导产业之一,它的强弱决定了国民经济资源配置的优劣、产出水平的高低及各产业竞争力的差异,对维护国家主权、促进产业升级和整个经济发展具有十分重要

的战略意义。

特别是我国加入WTO后,外国产品的大量涌入和外资企业对我国装备制造业的冲击,使得煤炭装备制造业发展落后的问题日渐突出,如不采取积极的应对措施,则对于能源经济安全有着制约的

影响。

国家必须从战略的高度加强宏观调控、整体规划并支持其发展。

在未来相当长的一段时间内,作为国家能源结构的主要煤炭工业,现有煤炭产量已25.5亿t,完全依赖进口设备开发建设煤矿和生产是不

现实的。

必须拥有一定的自我控制力。

在其他资本抢滩该产业空间之前,国家给予装备制造业一定的政策扶持,建立振兴装备制造业的财税政策体系,具有重要的现实意义。

[9]

结束语

现代化的煤矿开采领域中，我国煤矿开采规模仍然为世界第一。

在当前的机遇和挑战下，我国煤矿机械市场必定领先于世界各国。

我国煤矿机械设备生产、加工产业必将走出国门，占据国际市场。

这就

要求我们，第一要努力研制新的煤矿机械设备，用现代化的技术做武装，对我国煤矿机械设备进行更新换代；第二要充分发挥科学技术是第一生产力的优势，改变机械生产企业的引进思想，努力结合现有的

科研成果，让我国煤矿机械发展稳步前进。

[10]

参考文献

[1]宋东生,王旭,赵世来,等.浅谈煤矿机械行业发展的前景[J].煤矿机械,2011（12）:

9-10.

[2]赵天祥.浅谈煤矿机械的维修现状及发展趋势[J].中国校外教育,2011（6）:

149-150.

[3]徐振普.我国煤矿机械设备的发展趋势研究[J].科技创新导报,2008（28）：

117-118.

[4]煤矿机械行业发展前景研究_韩建伟

[5]赵志永.综采工作面液压支架适应性试验研究[J].煤炭技术,2009

（1）:

12-14.

[6]张海军.煤炭机械中低碳技术分析[J].新技术新工艺,2011（6）:

99-101.

[7]我国煤矿机械设备的发展趋势_翟正成

[8]煤炭机械工业迎来诸多发展机遇_杨丹

[9]煤炭工业重大技术装备政策研究_濮洪九

[10]我国煤矿生产企业机械化现状研究_丁怀青