采矿和安全设备技术研究现状及发展对策赵瑞

企业而言，按这种方式选出的机型远高于实际工作环境所需求的机型，基本上处于大马拉小车的状况，造成了很大程度上的资源浪费，增加了企业的经济成本。

而国外设计生产制造商大多使用有限元法，利用相关软件，实现输送机的选型设计。

与国内相同环境条件下的机型比较，国外机型在生产能力、使用寿命、自动控制及故障率等方面均有较大优势。

有限元法在输送机动态特性的研究上，针对关键零部件的研究应用较普遍，特别是在关键零部件的选型设计上。

将有限元法应用于整机，做整机的动态特性的研究和分析，目前还处于探讨阶段，还没有成熟的理论。

动态特性理论在刮板输送机故障诊断及监测方面应用的研究，也是研究的一大趋势。

刘树分析了CST 装置在刮板输送机上应用后，可实现刮板输送机的软启动、过载保护、无级调速等，并在PLC 的配合下，实现多种参数的监控，并与用户进行信息交流。

王翠清等人通过对故障监测保护装置在刮板输送机上应用效果的分析，说明通过监测刮板输送机的动态参数可有效地防治事故的扩大化。

充分利用各种理论，借助相关软件，实现输送机的优化选型设计，在特性分析中寻找影响刮板输送机整机寿命和使用效率的因素，解决生产实际问题，是动态特性研究的意义所在，也才是最有实用价值的研究。

参考文献：［1］杨秀芳.刮板输送机的动态研究与仿真［D ］.太原:太原理工大学，2004.［2］毛君,李贵轩.刮板输送机动力学行为分析与控制理论研究［M ］.沈阳:辽宁大学出版社，2006.［3］王琳.刮板输送机的优化设计［J ］.煤矿机械，2007，28（10）：19－21.［4］于学谦.矿山运输机械［M ］.徐州：中国矿业大学出版社，2004.作者简介：马树焕（1972-），女，讲师，工程师，太原理工大学阳泉学院机电系教师，1995年毕业于中国矿业大学，现从事矿山机械的教学和科研工作，电子信箱：mashuh229815@.责任编辑：武伟民收稿日期：2012－09－29采矿和安全设备技术研究现状及发展对策赵瑞1，2（1.煤炭科学研究总院经济与信息研究分院，北京100013；2.煤炭科学研究总院煤炭科学技术杂志社，北京100013）摘要：针对矿用设备机械化、自动化研究成果及实践应用，对于煤矿安全及高效生产的重要性，结合煤炭行业“十二五”科技规划，以及对采矿设备及矿用安全设备技术研究及应用的相关文献进行详细分析，总结了当前矿用设备技术研究热点、研究难点和研究成果，提出了矿用设备需待攻关、完善、改进的技术攻关方向、发展对策及技术成果转化的思路。

关键词：采矿设备；矿用安全设备；研究热点；研究难点；发展对策中图分类号：TD42；TD68文献标志码：A文章编号：1003－0794（2013）01－0004－04Technology Research Status and Development Countermeasure ofMining and Safety EquipmentZHAO Rui 1，2(1.Economic and Information Branch ，China Coal Research Institute,Beijing 100013，China ；2.Coal Science andTechnology ，China Coal Research Institute,Beijing 100013，China ）Abstract:According to the mining equipment of mechanization,automation research results and the practical application is important to coal mine safety and efficient production,combined with “Twelfth Five-Year Plan ”science and technology planning of coal industry,as well as detailed analysis on relat -ed literature of technology research and application for mining equipment and mining safety equipment,summarizes on current research focus ，research difficulty and research results of mining equipment technology.Need to research,perfect,improved technology of mining equipment and development strategies and thought of technology achievements into practice was provided.Key words:mining equipment;mining safety equipment;research focus;research difficulty;develop -ment countermeasure !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤矿机械Coal Mine MachineryVol.34No.01Jan.2013第34卷第01期2013年01月1矿用安全设备技术研究热点及发展方向矿用安全设备包括水害、热害、尘害、火灾、煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、冲击地压、顶板冒落、放炮灾害和地震等灾害的防控设备，以及井下紧急避险矿用4设备等。

（1）目前，水害、地震、瓦斯、冲击地压预警、深部矿井高温热害和顶板冒落防治是煤矿安全的研究热点和难点，其相应的防控装备还不完善，因此，需进行相应灾害预兆信息感知的矿用设备技术攻关。

如对于事故灾害较严重的瓦斯灾害，相关学者已研制出一些先进的防控设备，例如：瓦斯突出预测煤样定点密封取样器、煤层瓦斯含量快速测定仪、煤层瓦斯压力自动化测定仪、不用电的瓦斯稀释器和便携式瓦斯突出智能预测仪等。

目前研究应用的矿用安全设备在一定程度上代表了当前先进科研水平，但还有待进一步提高和完善：①煤与瓦斯突出、地震和冲击地压等的预测指标检测技术存在很多共性，且均可用微地震监测、煤岩电磁辐射预测技术等进行检测，因此，可研究预测煤与瓦斯突出和冲击地压等集成化防控设备，如基于综合预测指标融合技术的组合式传感器及多灾害防控设备；②便携式瓦斯检测仪不能实现井下检测数据向井上上位机数据库实时上传，及时更新，对瓦斯数据解析、预测分析存在延迟，因此需要研发基于无线覆盖的新型移动双向数据信息终端设备以及具有联网功能、无线接入功能的智能瓦斯检测仪；③智能矿灯是最新研制的集井下照明、瓦斯报警以及远程通信为一体的网络化智能矿灯安全帽，能实现与地面的双向信息传送，因此可借鉴智能矿灯技术对便携式瓦斯检测仪技术进行更新完善及创新，实时监控、上传数据，以提高决策分析软件的可靠性，增强灾害预测能力；④由于很多矿用设备也是引火源，其引发的煤矿事故也很多，因此新型矿用设备的安全隐患预警技术、试验分析、检测技术、安全标准研究也需跟进。

（2）针对当前煤矿安全技术热点“井下紧急避险系统”研究及应用技术现状，提出还应在矿井重大灾害救援应急处置装备、高可靠性正压氧气呼吸防护装备、矿山灾害个体防护装备、井下轻型救生钻机、煤矿井下生命探测仪、无线生命体征监测技术及井下救援机器人等方面进行深入研究，目前，已取得了一定的科研成果，如煤炭科学研究总院对无线生命体征监测技术在煤矿应急救援中的应用进行了相关研究。

另外，矿用救援机器人离实际应用还很远，目前针对救援机器人在煤矿井下路径识别、规划和寻优与自动导航等问题已有相关研究，但其理论研究，如有无线/有线通信远程控制、本质安全防爆、越过顶板冒落障碍、控制系统的可靠性等关键性问题的研究存在一定困难，其关键技术攻关需要多学科的创新式技术发展。

2采矿设备技术研究热点及发展方向煤矿采掘、支护及运输设备涉及掘进机、采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、带式输送机、提升机、电机车及胶轮车等设备。

目前有关采掘、支护及运输设备的技术研究重点及方向主要集中在设备安全性、可靠性、隔爆性、绝缘性、稳定性、耐压性、高温工作性、抗振性、抗冲击性，以及结构优化设计和改进、动态设计、设计可视化、力学分析、有限元分析、健康故障分析、故障诊断技术、智能化监测技术、节能降耗技术、散热和防潮技术、设备寿命周期和检测技术等方面的研究。

以下将具体针对采煤机、掘进机、液压支架、输送机、提升机、辅助运输设备等矿用设备的当前研究热点和难点进行集中介绍。

（1）采煤机采煤机要重点解决好超大功率、大截深、快牵引等核心技术研发工作。

采煤机研究热点及难点如下：①采煤机变频器、密封、齿轮、截割部、牵引部、截齿、行走轮零部件关键技术和可靠性的研究；②采煤机电控系统、调高系统、电磁/变频调速技术研究；③采煤机的机载视频技术、红外摄像功能、雷达探测防机械碰撞功能、煤层分层检测功能，以及采煤机与工作面输送系统的协调控制技术研究；④采煤机自适应记忆截割关键技术，振动、声音、图像等煤岩识别技术，研制适合放顶煤工作面使用的煤岩识别传感器，为煤岩识别提供基础分析数据；⑤研制具有远程通信或远程监控和集中控制相结合功能的采煤机；⑥大功率采煤机的监测、故障诊断和控制系统的研究；⑦采煤机除尘装置研究；⑧掘锚连续采煤机研究及其他特殊机型采煤机的设计。

（2）掘进机矿用掘进机研究热点和难点有：①掘进机截割滚筒上的截齿、齿座和筒体在岩（煤）体作用下的载荷特性研究，适合我国煤矿地质条件的截割、装运及行走部载荷谱的研究；②智能掘进机目前与通风、防尘系统、辅助运输还未很好地结合在一起，处于初级研究阶段技术成果还未能应用；③掘进机除尘系统、全功能遥控、可视化控制、智能工况监测、预报型故障诊断技术、自动截割轮廓成型控制技术、铲板监控、防碰撞、掘锚支护一体化等方面的研究。

（3）液压支架矿用液压支架的研究热点及难点有：①电液控制系统、立柱（特别是大采高可靠性立柱的研究）、千斤顶、大流量安全阀、四连杆机构、推移机构、试验台、乳化液等关键部件和介质的研究；②支架防倒防滑技术研究；③支架搬运车的研制；④液压支架不同于其他采煤机械，要结合各矿的具体条件，如矿井采场围岩应力场分布、顶煤运移与破坏规律及综采工作面矿压显现规律，特别是5支架与围岩相互作用关系等具体矿区条件，设计适应该矿的液压支架。

例如：天地科技开采装备技术研究所正在进行两柱放顶煤液压支架与特厚煤层耦合模型研究和支架围岩耦合智能控制功能的梁柱式超强力大采高放顶煤液压支架的研制。