王 磊

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)泰山隆安煤業(yè)有限公司， 山西 忻州 036600）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，煤炭的開采技術(shù)已經(jīng)得到了不斷革新，其中就包括電牽引采煤機(jī)這一重要設(shè)備。電牽引采煤機(jī)在我國(guó)應(yīng)用以來(lái)，其技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但相比于發(fā)達(dá)國(guó)家仍有著巨大的差距。所以在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)加大研究力度，不斷完善技術(shù)，使我國(guó)電牽引采煤機(jī)能夠得到更快速的發(fā)展。

1 電牽引采煤機(jī)概況

煤炭的開采過(guò)程極為復(fù)雜，采煤機(jī)是煤炭開采過(guò)程中的重要設(shè)備之一，其重要性不言而喻。采煤機(jī)的工作原理就是通過(guò)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破煤作業(yè)，然后將煤炭裝入運(yùn)輸設(shè)備上。目前在國(guó)外的煤礦中應(yīng)用最多的是電牽引采煤機(jī)，相對(duì)于其他的采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)有著機(jī)械化和現(xiàn)代化的優(yōu)勢(shì)。電牽引采煤機(jī)于20世紀(jì)80年代在我國(guó)出現(xiàn)，目前我國(guó)正逐步將電牽引采煤機(jī)投入實(shí)際作業(yè)。

2 電牽引采煤機(jī)的特點(diǎn)

通過(guò)這些年的研究，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前電牽引采煤機(jī)的特點(diǎn)主要有以下方面：

1）功率強(qiáng)。目前的電牽引采煤機(jī)總裝機(jī)功率均超過(guò)1000 kW，有的型號(hào)達(dá)到了2000 kW甚至更多，牽引功率均超過(guò)80 kW，最大牽引功率超過(guò)了300 kW。相比于傳統(tǒng)采煤機(jī)，電牽引采煤機(jī)的牽引力更大，牽引速度更快，其支架可以隨機(jī)支護(hù),因此可以更加高效地完成采煤作業(yè)。

2）提供中高壓電。隨著功率加大、工作面加長(zhǎng)，電牽引采煤機(jī)對(duì)供電的要求也更高。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，為了保證正常工作，減少輸電損耗，電牽引采煤機(jī)大多使用中高壓進(jìn)行供電，一般供電等級(jí)有2.3 kV、3.3 kV、4.16 kV和5 kV等。

3）智能化應(yīng)用。由于煤炭開采工作的復(fù)雜性，在井下會(huì)遇到各種突發(fā)情況，為了保證安全作業(yè)，電牽引采煤機(jī)都配套有智能化的監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)以完成作業(yè)監(jiān)控、無(wú)線控制以及運(yùn)輸作業(yè)。智能化的應(yīng)用還可以降低日常維護(hù)的工作量，提高利用率和工作效率，并且完成與工作面運(yùn)輸局、液壓支架等的聯(lián)動(dòng)控制。

3 電牽引采煤機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)大部分的煤炭開采使用的都是液壓牽引采煤機(jī)，但是隨著煤炭開采的不斷深入和液壓牽引采煤機(jī)存在的技術(shù)局限性，此時(shí)液壓牽引采煤機(jī)已經(jīng)明顯不適應(yīng)煤炭的開采工作，所以電牽引采煤機(jī)就勢(shì)必會(huì)得到大范圍的應(yīng)用。

我國(guó)常見的電牽引采煤機(jī)有MGTY300/710-1.1D電牽引采煤機(jī)，由太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司研制，其技術(shù)和質(zhì)量與同類產(chǎn)品相比均在前列，牽引功率適中，在很多環(huán)境中均可使用。該牽引機(jī)采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況可以選擇不同的牽引功率，并且其監(jiān)控電視和牽引箱根據(jù)實(shí)際情況可以互換。在該型電牽引采煤機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵部位的零件均從國(guó)外進(jìn)口，使其可靠性得到大幅度的提高。MG150/345-WDK交流電牽引采煤機(jī)，由山東能源機(jī)械集團(tuán)有限公司研制，專為0.9～1.9 m煤層研制，調(diào)速箱運(yùn)用開關(guān)磁阻，采用模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)身各部位采用高強(qiáng)度的液壓螺栓鏈接，操作簡(jiǎn)便，易于拆裝。

3.2 國(guó)外電牽引采煤機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外電牽引采煤機(jī)發(fā)展比我國(guó)要早，并且設(shè)計(jì)觀念、技術(shù)儲(chǔ)備、研究成果均領(lǐng)先于我國(guó)。在此基礎(chǔ)上，我們應(yīng)學(xué)習(xí)其設(shè)計(jì)思路并加快追趕步伐。

在20世紀(jì)70年代，美國(guó)的JOY公司就已研制出1LS多電機(jī)橫向布置的直流電牽引采煤機(jī)，其后又相繼推出2LS到6LS等多種改進(jìn)型。與此同時(shí)，德國(guó)也推出了自己的電牽引采煤機(jī)，并終止了液壓牽引采煤機(jī)的研制，通過(guò)廣泛的應(yīng)用，使電牽引采煤機(jī)的研制和應(yīng)用處于世界前列[1-2]。

發(fā)達(dá)國(guó)家將在實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋和解決，通過(guò)不斷地摸索和改進(jìn)，保證自己的技術(shù)發(fā)展速度。他們將自己的最新技術(shù)在最短的時(shí)間內(nèi)應(yīng)用到新型設(shè)備中，轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，其科研成果與生產(chǎn)結(jié)合程度與速度都是我們所無(wú)法比擬的。

4 電牽引采煤機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在采煤機(jī)行業(yè)，電牽引采煤機(jī)將全面替代液壓牽引采煤機(jī)已經(jīng)成為事實(shí)，品牌的競(jìng)爭(zhēng)將成為主流。在這樣的背景下，我國(guó)采煤機(jī)企業(yè)為了增加品牌競(jìng)爭(zhēng)力就必須進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化。另外在功能設(shè)計(jì)上，以下思路將成為未來(lái)電牽引采煤機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。

4.1 多電機(jī)橫向布置將替代模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)具有拆裝方便、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是面對(duì)井下復(fù)雜情況模塊化的設(shè)計(jì)往往會(huì)造成不便。多電機(jī)橫向布置方式為采煤機(jī)的各個(gè)部分根據(jù)作業(yè)任務(wù)不同配置相應(yīng)的電機(jī)，不同部位的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立性更高。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)能夠找到準(zhǔn)確部位進(jìn)行排除，更能適應(yīng)井下的作業(yè)環(huán)境。所以發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)均采用多電機(jī)橫向布置的方式。

4.2 齒輪-齒軌模式替代無(wú)鏈牽模式

現(xiàn)代采煤作業(yè)需要更大的牽引力，無(wú)鏈牽的銷輪-齒輪軌道模式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)如此高強(qiáng)度的工作，因此在新型電牽引采煤機(jī)的設(shè)計(jì)中已經(jīng)很少見。新的齒輪-齒軌模式是在銷輪-齒輪軌道模式上發(fā)展而來(lái)，將原設(shè)計(jì)中的圓柱銷變?yōu)辇X輪，并且將原來(lái)的焊接方式變?yōu)檎w鍛造，增加了強(qiáng)度，從而加大了牽引力度。通過(guò)更換圓柱銷，增加了寬度，同時(shí)也將節(jié)距增加到了175 mm[3]。

4.3 智能化程度將大幅提高

隨著技術(shù)的發(fā)展和使用經(jīng)驗(yàn)的積累，電牽引采煤機(jī)替代液壓牽引采煤機(jī)已經(jīng)成為時(shí)間問題。由于我國(guó)生產(chǎn)的設(shè)備智能化程度不高，僅能完成最簡(jiǎn)單的作業(yè)監(jiān)控任務(wù)，所以在現(xiàn)階段，應(yīng)該引進(jìn)國(guó)外設(shè)備技術(shù)進(jìn)行探索，進(jìn)一步研究如何提高采煤作業(yè)的智能化程度。應(yīng)該注意的是采煤機(jī)的智能化和自動(dòng)化不僅僅是智能監(jiān)控，還應(yīng)包括采煤作業(yè)的自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的智能化，并加強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在采煤機(jī)中的應(yīng)用，尤其是人工智能技術(shù)。未來(lái)新型的電牽引采煤機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該具有自動(dòng)監(jiān)控識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警檢修，自動(dòng)進(jìn)行開采作業(yè)的功能。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，但是隨著開采量的加大，開采難度也隨之增加，因而對(duì)采煤機(jī)的性能等提出了更高的要求。目前，電牽引采煤機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用非常有限，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)應(yīng)將更多的精力致力于研究電牽引采煤機(jī)，提高我國(guó)采煤機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]閻俊平.電牽引采煤機(jī)的應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（11）：130-131；177.

[2]劉俊峰.試析電牽引采煤機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].煤炭科技，2016（1）：95-97.

[3]王勝利，李巍巍，王浩.電牽引采煤機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].硅谷，2016，6（12）：8-9.