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【摘 要】 简述了国内外采煤机发展的历史进程，阐述了当前采煤机发展的技术动态，根据目前国内采煤机研发制造及“十二五”的总体目标，对我国采煤机行业的发展进行了展望。
【关键词】 采煤机;技术动态;发展趋势
我国的煤炭产能在“十一五”期间以超预期的速度迅猛增长，这对煤炭工业的快速发展起到了重要的保障和推动作用。这些举世瞩目的成绩与机电液一体化产品和技术在煤矿采、掘、运的应用和推广密不可分，煤矿装备的应用极大地提高了我国煤矿的生产能力，为实现高产、高效、安全、洁净的煤炭工业打下了坚实的基础，尤其是采煤机在综采技术中的成功运用为提高煤炭的产量起到了决定性作用。30多年来，我国的采煤机研发、制造取得了飞速的发展。
一、国内外采煤机发展的历史进程
20世纪40年代，英国和苏联相继研制出链式采煤机。而德国在同一时间研制出用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，德国、英国相继研制出滚筒采煤机，奠定了煤炭开采机械化的基础。进入60年代德、英、法、苏联先后对滚筒做出了革命性的改进，极大地提高了装煤效果，使滚筒式采煤机成为现代化采煤机械研究基础。自70年代以来综合机械化设备朝着大功率遥控方向发展，其性能愈益完善，生产效率进一步提高。工况自动监测、故障诊断、计算机数据处理、数显先进技术在采煤机上得以应用。并从液压牵引过渡到电牵引。80年代以来，世界各主要采煤国家，为适应高产高效综采工作面发展和实现矿井集中化生产的需要，积极采用新技术，不断加速更新和改进滚筒采煤机的技术性能和结构，相继研制出一批高性能、高可靠性的重型采煤机。其中最具代表的是美国乔埃公司的LS系列，英国安德森公司的Electra系列，德国艾柯夫公司的SL系列和日本三井三池公司的MCLE-DR系列电牵引采煤机，体现了当今世界采煤机的最新发展方向。
我国应用采煤机械始于50年代初，当时鸡西煤机厂仿制苏联生产链式截煤机——库拜因。60年代从波兰引进64型滚筒采煤机并进行仿制。70年代初我国从英国、德国、波兰、法国引进大量滚筒采煤机，并进行大规模仿制。自70年代初至今，我国已经能自行设计和生产适合各种煤层赋存条件的螺旋滚筒采煤机，已经广泛地在我国各类矿井中使用，成为我国煤炭工业技术装备的主体。
二、采煤机发展的技术动态及国内与国外的技术差距
现代先进采煤机有以下主要的技术特点：
（1）装机功率增大、中高压供电、性能参数提高。采煤机截深达到1～1.2m，大功率，大截深采煤机装机功率超过1200kW;高电压，主要供电等级有2300V、3300V、4160V、5000V等。
（2）电牵引系统由直流调速向多电机交流变频调速发展，牵引速度、牵引力大幅提高，牵引速度15～25m/min，牵引力500kN以上，最大牵引速度60m/min，最大牵引力已达1000kN以上。由于交流变频调速牵引系统具有技术先进、可靠性高、维护管理简单和价格低廉等特点，近几年发展很快。采用2个变频器分别拖动2台牵引电机的牵引系统，可使牵引的控制和保护性能更加完善，这种一拖一的牵引系统也正被逐步采用，成为电牵引技术发展的又一个特点。
（3）积木式模块化结构及多电机横向布置。横向布置方式可使各部件由单独电机驱动，各单元之间没有机械动力传动，模块化设计，结构简单可靠，装拆方便。
（4）控制、监测及保护系统智能化。配备有智能化控制、监测和保护系统，可以实现交互式人机对话、无线电遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、故障诊断及预警、自动控制、自动调节滚筒截割高度、可实现与液压支架，工作面输送机的信息交互和联动控制等功能。
经过多年的发展，我国采煤机制造走过了从液压牵引到电牵引的发展阶段，已能生产适应薄煤层到厚煤层的全系列采煤机。与国外最先进的电牵引采煤机相比，在总体参数和性能方面已接近国外同类产品，在薄煤层采煤机方面具备优势，形成了具有自己特色的国产品牌。
但我们清醒的认识到，我国的采煤机产品主要以引进和跟踪仿制开始，不够重视基础理论研究，缺乏核心技术，所以创新和自主知识产权方面比较匮乏。同时在一些关键部件及主要性能指标、功能、适应范围、技术水平及运行参数等方面与国际先进水平仍然存在不小的差距，还有待进一步完善和提高。而在线工况监测、故障诊断及预报、信号传输与采煤机自动控制、传感器等智能化技术与国外相比还有较大的差距。国外采煤机大修周期2a，出煤量400～600万吨，我国要求采煤机出煤量300～400万吨而不大修，差距较大。综上国内电牵引采煤机的智能化程度低，设备可靠性、安全性和可维护性较差。
三、我国采煤机发展趋势展望
“十二五”期间我国煤炭生产以大型煤炭企业、大型煤炭基地和大型现代化煤矿为主，基本形成稳定供应格局。到2015年，目标形成10个亿吨级、10个5000万吨级特大型煤炭企业;全国煤矿采煤机械化程度达到75%以上，千万吨级煤矿达到60处。“十二五”煤炭工业健康发展的总体目标，煤炭工业新的发展形势对煤矿装备提出了更高更新的要求，同时带来了新的发展机遇。煤炭生产对煤矿装备的高可靠性、自动化、智能化、信息化要求增加。
针对“十二五”煤机装备技术发展趋势，我国采煤机产品的发展方向应该是适应我国煤矿地质和生产特点、发展具有高可靠性和智能化的产品，不断提升煤矿生产效率;建立和优化标准，加大投入，攻克产品稳定性、可靠性等技术难题，提高单机的各项技术性能，实现产品支撑、引领、服务煤炭生产的需要;按照信息化带动工业化、工业化促进信息化的要求，提升采煤机自动化、信息化水平。
采煤机的发展趋势具体归纳分为以下几个方面：
（1）以开发装机功率更大，采高更高的采煤机为主，提高煤炭产量及回采率;完善中、小功率的电牵引采煤机，以满足不同用户的需求。
（2）加强提高采煤机开机率和可靠性的研究。继续完善和提高交流变频调速牵引系统的可靠性，重点完善和提高系统装置的抗振、散热和防潮等性能;研究可靠的微机电气控制系统，重点提高采煤机电控系统的抗干扰、抗热效应的能力;油封技术方面，要开发出长寿与高可靠性产品。
（3）开发工作面远距离无线高速信号传输装置，解决采煤机工作影像实时传输的研究，开发拥有远程实时操作的嵌入式矿用计算机控制系统。重点研究故障诊断与专家系统、工况监测、显示与信息传输系统、工作面采煤机自动运行集中控制系统以及采煤机记忆截割系统等。
（4）电器设备结构向小型化发展，由于功率的增大，电动机、变压器、变频器等设备的体积也相应增大，为满足整机结构布置紧凑的要求，进一步提高采煤机对煤层变化的适用性，必须研究电器设备小型化的技术途径。
（5）开发可四象限运行的矿用交流变频调速装置，使采煤机能适应较大倾角煤层开采的需要。
四、结束语
“十二五”对煤炭工业的总体规划和目标，对采煤机产品的研发与应用既是机遇又是挑战，为此必须积极推进技术创新，实现采煤机在技术与应用上赶超国际水准，为煤矿提供具有自主知识产权，具备创新特色，高可靠性的采煤机产品。
参考文献：
[1]龙钢.我国大功率采煤机的技术现状及发展方向[J].矿山机械，2009（24）.
[2]黄峰玲，暴松青.美国综采技术现状及其新发展[J].煤，2006（1）.
[3]刘春生，闫晓林.国内大功率自动化电牵引采煤机的现状和发展[J].煤矿机电，2003（5）.
【关键词】 采煤机;技术动态;发展趋势
我国的煤炭产能在“十一五”期间以超预期的速度迅猛增长，这对煤炭工业的快速发展起到了重要的保障和推动作用。这些举世瞩目的成绩与机电液一体化产品和技术在煤矿采、掘、运的应用和推广密不可分，煤矿装备的应用极大地提高了我国煤矿的生产能力，为实现高产、高效、安全、洁净的煤炭工业打下了坚实的基础，尤其是采煤机在综采技术中的成功运用为提高煤炭的产量起到了决定性作用。30多年来，我国的采煤机研发、制造取得了飞速的发展。
一、国内外采煤机发展的历史进程
20世纪40年代，英国和苏联相继研制出链式采煤机。而德国在同一时间研制出用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，德国、英国相继研制出滚筒采煤机，奠定了煤炭开采机械化的基础。进入60年代德、英、法、苏联先后对滚筒做出了革命性的改进，极大地提高了装煤效果，使滚筒式采煤机成为现代化采煤机械研究基础。自70年代以来综合机械化设备朝着大功率遥控方向发展，其性能愈益完善，生产效率进一步提高。工况自动监测、故障诊断、计算机数据处理、数显先进技术在采煤机上得以应用。并从液压牵引过渡到电牵引。80年代以来，世界各主要采煤国家，为适应高产高效综采工作面发展和实现矿井集中化生产的需要，积极采用新技术，不断加速更新和改进滚筒采煤机的技术性能和结构，相继研制出一批高性能、高可靠性的重型采煤机。其中最具代表的是美国乔埃公司的LS系列，英国安德森公司的Electra系列，德国艾柯夫公司的SL系列和日本三井三池公司的MCLE-DR系列电牵引采煤机，体现了当今世界采煤机的最新发展方向。
我国应用采煤机械始于50年代初，当时鸡西煤机厂仿制苏联生产链式截煤机——库拜因。60年代从波兰引进64型滚筒采煤机并进行仿制。70年代初我国从英国、德国、波兰、法国引进大量滚筒采煤机，并进行大规模仿制。自70年代初至今，我国已经能自行设计和生产适合各种煤层赋存条件的螺旋滚筒采煤机，已经广泛地在我国各类矿井中使用，成为我国煤炭工业技术装备的主体。
二、采煤机发展的技术动态及国内与国外的技术差距
现代先进采煤机有以下主要的技术特点：
（1）装机功率增大、中高压供电、性能参数提高。采煤机截深达到1～1.2m，大功率，大截深采煤机装机功率超过1200kW;高电压，主要供电等级有2300V、3300V、4160V、5000V等。
（2）电牵引系统由直流调速向多电机交流变频调速发展，牵引速度、牵引力大幅提高，牵引速度15～25m/min，牵引力500kN以上，最大牵引速度60m/min，最大牵引力已达1000kN以上。由于交流变频调速牵引系统具有技术先进、可靠性高、维护管理简单和价格低廉等特点，近几年发展很快。采用2个变频器分别拖动2台牵引电机的牵引系统，可使牵引的控制和保护性能更加完善，这种一拖一的牵引系统也正被逐步采用，成为电牵引技术发展的又一个特点。
（3）积木式模块化结构及多电机横向布置。横向布置方式可使各部件由单独电机驱动，各单元之间没有机械动力传动，模块化设计，结构简单可靠，装拆方便。
（4）控制、监测及保护系统智能化。配备有智能化控制、监测和保护系统，可以实现交互式人机对话、无线电遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、故障诊断及预警、自动控制、自动调节滚筒截割高度、可实现与液压支架，工作面输送机的信息交互和联动控制等功能。
经过多年的发展，我国采煤机制造走过了从液压牵引到电牵引的发展阶段，已能生产适应薄煤层到厚煤层的全系列采煤机。与国外最先进的电牵引采煤机相比，在总体参数和性能方面已接近国外同类产品，在薄煤层采煤机方面具备优势，形成了具有自己特色的国产品牌。
但我们清醒的认识到，我国的采煤机产品主要以引进和跟踪仿制开始，不够重视基础理论研究，缺乏核心技术，所以创新和自主知识产权方面比较匮乏。同时在一些关键部件及主要性能指标、功能、适应范围、技术水平及运行参数等方面与国际先进水平仍然存在不小的差距，还有待进一步完善和提高。而在线工况监测、故障诊断及预报、信号传输与采煤机自动控制、传感器等智能化技术与国外相比还有较大的差距。国外采煤机大修周期2a，出煤量400～600万吨，我国要求采煤机出煤量300～400万吨而不大修，差距较大。综上国内电牵引采煤机的智能化程度低，设备可靠性、安全性和可维护性较差。
三、我国采煤机发展趋势展望
“十二五”期间我国煤炭生产以大型煤炭企业、大型煤炭基地和大型现代化煤矿为主，基本形成稳定供应格局。到2015年，目标形成10个亿吨级、10个5000万吨级特大型煤炭企业;全国煤矿采煤机械化程度达到75%以上，千万吨级煤矿达到60处。“十二五”煤炭工业健康发展的总体目标，煤炭工业新的发展形势对煤矿装备提出了更高更新的要求，同时带来了新的发展机遇。煤炭生产对煤矿装备的高可靠性、自动化、智能化、信息化要求增加。
针对“十二五”煤机装备技术发展趋势，我国采煤机产品的发展方向应该是适应我国煤矿地质和生产特点、发展具有高可靠性和智能化的产品，不断提升煤矿生产效率;建立和优化标准，加大投入，攻克产品稳定性、可靠性等技术难题，提高单机的各项技术性能，实现产品支撑、引领、服务煤炭生产的需要;按照信息化带动工业化、工业化促进信息化的要求，提升采煤机自动化、信息化水平。
采煤机的发展趋势具体归纳分为以下几个方面：
（1）以开发装机功率更大，采高更高的采煤机为主，提高煤炭产量及回采率;完善中、小功率的电牵引采煤机，以满足不同用户的需求。
（2）加强提高采煤机开机率和可靠性的研究。继续完善和提高交流变频调速牵引系统的可靠性，重点完善和提高系统装置的抗振、散热和防潮等性能;研究可靠的微机电气控制系统，重点提高采煤机电控系统的抗干扰、抗热效应的能力;油封技术方面，要开发出长寿与高可靠性产品。
（3）开发工作面远距离无线高速信号传输装置，解决采煤机工作影像实时传输的研究，开发拥有远程实时操作的嵌入式矿用计算机控制系统。重点研究故障诊断与专家系统、工况监测、显示与信息传输系统、工作面采煤机自动运行集中控制系统以及采煤机记忆截割系统等。
（4）电器设备结构向小型化发展，由于功率的增大，电动机、变压器、变频器等设备的体积也相应增大，为满足整机结构布置紧凑的要求，进一步提高采煤机对煤层变化的适用性，必须研究电器设备小型化的技术途径。
（5）开发可四象限运行的矿用交流变频调速装置，使采煤机能适应较大倾角煤层开采的需要。
四、结束语
“十二五”对煤炭工业的总体规划和目标，对采煤机产品的研发与应用既是机遇又是挑战，为此必须积极推进技术创新，实现采煤机在技术与应用上赶超国际水准，为煤矿提供具有自主知识产权，具备创新特色，高可靠性的采煤机产品。
参考文献：
[1]龙钢.我国大功率采煤机的技术现状及发展方向[J].矿山机械，2009（24）.
[2]黄峰玲，暴松青.美国综采技术现状及其新发展[J].煤，2006（1）.
[3]刘春生，闫晓林.国内大功率自动化电牵引采煤机的现状和发展[J].煤矿机电，2003（5）.