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摘 要:煤炭在我国能源构成中占有十分重要的地位,是国民经济稳定发展的必不可少的基础.随着我国煤炭事业的不断的发展,国内的煤矿机械的研发和使用取得了很大的成就,国内的煤矿基本上都实现了机械化生产,极大的提高了我国煤炭生产的效率,降低了生产成本,保证了我国煤炭供应的稳定性,为我国国民经济的稳定发展打下了坚实的基础.本文对我国煤矿机械设备的发展趋势进行了探讨.
关 键 词:煤矿机械存在问题发展趋势
0、引言
煤炭工业是我国重要的基础产业,近年来,随着我国工业经济的持续快速发展,我国煤炭供应严重不足,煤炭供给能力远远不能满足国民经济发展对煤炭的迫切需求,全国各地大型煤矿纷纷加大了开采力度,由于技术落后、设备陈旧,导致了许多大中型煤矿出现大面积冒顶、透水、瓦斯爆炸等多起大型伤亡事故,引起了国家领导人及相关部委的高度重视,煤矿安全形势严峻,直接威胁煤炭市场的正常运行,制约着我国经济的飞速发展,煤矿作业的安全生产已刻不容缓.
一、我国煤矿机械设备存在的问题
经过几十年的发展,我国煤炭工业取得了长足的进步,且煤矿机械的制造、使用也取得了较大的成绩.但是,随着经济的发展和对煤炭资源的需求的增加,我国的煤矿机械逐渐暴露出很多不尽如人意的问题,主要包括:
⑴矿山机械设备的生产能力明显不足.目前,我国煤炭产量已经达到了25.23亿吨,但与满足国民经济发展需要的煤炭资源还有很大差距,而其中部分煤炭资源是矿井超产增加的产量；如按正常煤矿机械生产能力定产生产,则年煤炭产量将远远小于这一值.同时,在我国煤矿生产现场,单工作面产量500万吨/年的矿井仍为数不多,这也多受煤矿机械设备生产能力的束缚所致.
⑵矿山机械设备的智能化明显不足.当今世界是一个智能化的世界,各个行业的现代化、智能化都在不断提高.但是,我国煤炭行业的现代化水平明显滞后于时代的发展,特别是煤矿机械更是可怜,大部分机械设备仍是机械动力或机械控制,仅有少数小型设备实现了数字化和智能化,这必定成为制约我国煤矿生产能力提高的瓶颈.
⑶矿山机械设备的适应差.在我国矿山中,部分矿井实现了机械化采煤,但部分矿井仍采用放炮落煤,这不仅不利于煤炭块度的保持且容易导致瓦斯、顶板事故的发生,对井下工人的生命安全也造成严重危害.纠其原因是因为我国煤矿机械对地质条件的适应性很差,地质条件稍有变化,现有机械化设备就无法展开使用,从而造成煤矿机械化水平的落后,制约煤矿生产能力的提高.
⑷矿山机械设备体积过大、笨重.体积大、重量大是煤矿机械设备最大的特点.以单体液压支柱为例,每根重量在60~80Kg,体质稍差的工人单独根本无法处理；而液压支架、采煤机等大型设备更是在数十吨以上.设备过于笨重,不但导致运转不灵活,而且使设备的搬迁受到限制,从而限制生产能力的发挥.
此外,我国煤矿机械还存在着能耗大、使用寿命短、系列化低等诸多问题.
二、我国煤矿机械设备的发展方向
提高煤炭产量,是我国国民经济持续发展的需要；尽快实现煤矿现代化,是社会发展的需要；实现煤矿机械设备现代化、智能化是煤矿企业的热切需要.因此,煤矿机械设备如何发展,成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重.分析煤矿机械的实际,煤矿机械应向以下方向发展:
⑴矿山机械设备功能综合化
这里的综合化是指机械设备功能的综合化,即实现一台设备多项功能的综合.如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等.实现机械设备功能综合化,有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥.
⑵矿山机械设备的现代化、智能化
现阶段,社会在飞速发展；各行各业都在迅速的实现现代化、智能化.煤炭机械也不例外,也应该紧跟时代潮流,尽快实现现代化、智能化,解决制约我国煤炭行业生产能力发展的瓶颈.
⑶矿山机械设备的使用灵活化
矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强,一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件.如能够实现矿山机械设备的灵活化,则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘,从而提高整个煤炭行业的生产能力.
⑷矿山机械设备的系列化
我国煤矿机械经过几十年的发展,取得了相当大的成绩,常用设备基本实现了现代化.但是一个高精度、大能力、高技术的设备仍不能实现系列化,从而制约我国煤矿机械的发展.因此实现矿山设备的全部系列化也将是我国煤矿行业的发展趋势之一.
此外,我国煤矿机械设备在发展的过程中还应注意与煤矿生产实际的结合、机械设备的人性化设计、机械设备的环保节能性及机械设备的可持续使用等方面的需求,及时调整机械设备发展的方向,以适应各个不同的需求.
三、煤矿机械的发展与未来
为了提高整个煤矿行业现代化水平,我国煤矿机械设备应不断发展,从各个方面探寻发展之路.
1.机—电—液一体化技术的发展
机—电—液一体化设备自动化、智能化程度高,代表着未来机械发展的方向.机—电—液一体化是一门新兴的综合性复合高新技术,是在信息论、控制论和系统论的基础上将机械、电子信息和液压系统等相关技术进行有机的组合,形成一个最优化、最佳化的系统,实现机械、电气元器件的集成化,使机械动作自感应与自调整,最终实现煤矿机械无人操作化的新技术.
2.采用CAD等现代设计技术、和CAE加工制造技术
采用现代设计方法和CAD技术,才能实现结构的最优化、成本的最低化、寿命的可预知化.众所周之,设计决定了产品的质量,设计决定了产品成本的80%,因此机械关键在于设计.而我国的煤矿机械基本上是类比的设计结果,虽然有些科研成果有技术创新,但是这些科研成果极少被应用.因此,必须充分认识到设计对于发展我国煤矿机械的重大意义,普及设计方法学知识和采用现代设计方法是我国煤矿机械发展的必由之路.只有采用最先进的加工制造技术,才能大大提高机械零件的加工质量、加工速度和加工自动化程度,并能实现设计、制造并行化,缩短煤矿机械产品的开发周期.
3.将材料科学的最新研究成果用于煤矿机械
机械可靠性设计理论指出,材料决定产品可靠性的30%.在造成煤矿机械失效的诸因素中,除去设计原因造成强度不够而失效外,多数在于磨蚀失效、锈蚀失效或疲劳失效,其中磨蚀是采掘机械切削刀具最主要的失效原因.材料科学的最新研究成果已经展示了新材料的强大生命力.把陶瓷材料、碳纤维复合材料、超强度聚合材料以及金属基复合材料等有针对性地选用到各种煤矿机械的关键零部件上,不仅可以大幅度提高煤矿机械的可靠性,减轻其重量,甚至还可以改变煤矿机械的形体设计.
四、结语
我国煤矿机械设备的发展,肩负着提高整个煤矿行业现代化水平的重任,发展之路任重道远,需要克服的苦难还较多.但是,相信随着科学技术水平的进步和国家对煤矿机械设备研发能力的投入的增大,我国煤矿机械设备的发展必将走上科学化的发展之路.