大功率厚煤層電牽引采煤機技術特征及國內外主要差距探析

1 我國采煤機發展和現狀

我國煤礦綜合機械化采煤設備的研製水平，經過幾十年的引進技術、消化吸收和自主研發，已有長足進步。國內某些技術如綜采放頂煤支架技術處於國際領先水平；國產綜采設備的主要技術參數已接近或達到本世紀初的國際先進水平，落後約5年；國產綜采設備的機電一體化程度接近或達到20世紀90年代中期的國際先進水平，落後約10年；國產綜采設備的可靠性接近或達到20世紀90年代初的國際先進水平，落後約15年。國產設備的價格約是引進設備的1/2，中國煤機製造企業設計製造的煤礦機電裝備已經廣泛地在國各類煤礦中使用，成為中國煤礦工業技術裝備的主體，為中國煤礦安全生產和高產高效礦井的建設提供了可靠的保證。

我國20世紀80年代曾大量引進德國、英國、波蘭、日本液壓牽引采煤機；通過技貿結合於80年代引進英國液壓牽引采煤機技術、90年代引進德國直流電牽引采煤機技術；通過引進消化於80年代掌握了德國液壓牽引采煤機技術；通過引進消化再創新於90年代掌握了國際先進的交流變頻電牽引采煤機技術、 2005年初步掌握了大功率大采高采煤機技術和機電一體化技術。2001年大傾角電牽引采煤機和2002年短壁電牽引采煤機標誌著我國采煤機總體設計技術達到或接近國際先進水平。2001年能量回饋型四象限交流變頻技術、2002年中壓開關磁阻調速和中壓電磁調速、2005年中壓交流變頻調速技術標誌著我國 口交瓴?00萬t綜采成套裝備研製”的子項。

2001年天地科技股份有限公司率先開始研製，2005年8~10月西安的MG 750/1910—WD、上海的MG 750/1815—GWD、雞西的MG 850/2040—WD、太礦的MG 750/1800—3.3D型采煤機相繼出廠並參加北京國際采礦展。

到2006年10月上海MG7501815在大同、萬利，在華泰（MG800/1915），西安MG750/1910—WD在大同已先後采煤 1 Mt以上。同煤集團四老溝礦在相近條件下使用Eickhoff SL 500和國產MG 800/1915—WD，到2006年9月累計采煤麵積分別為920 200 m2和209 838 m²，平均產量分別為5 415 t/d和3 776 t/d，在相近的低強度開采條件下，國產采煤機達到進口采煤機產量的70%。到2006年10月，同煤集團白洞礦使用MG 750/1815—WD累計采煤麵積126 633 m²，平均產量3 121 t/d。在神華主力工作麵的高強度開采條件下，目前還不敢用國產采煤機。國產大采高采煤機主要技術特征和使用概況見表1。

表1 國產大采高采煤機主要技術特征和使用概況

生產廠	天地	西安	雞西	太礦
型號	MG 750/1815—GWD MG 800/1915—GWD MG 900/2215—GWD	MG 800/1910—WD	MG 850/2040—WD	MGTY 750/1800—3.3D
截高	2.8~5.3	2.8~5.2	2.8~5.5	2.8~5.5
截深	0.8~1.0	0.8~1.0	0.8~1.0	0.8~1.0
截割功率	750 750 900	800	850	750
牽引功率	90 110 110	110	120	90
泵站功率	35	40	40	35
破碎功率	100 160 160	150	160	100
裝機功率	1 815 1 915 2 215	1 910	2 040	1 800
變頻器	安川CIMR—G7	ABB ACS 800	ABB ACS 800	ABB ACS 800
故障診斷、狀態檢測	較全麵	較簡單	較全麵	較全麵
主控	工控機CAN總線	PLC	工控機CAN總線	工控機CAN總線
遠程通訊	有	無	有	有
記憶截割	有	無	有	有
型號，用戶，下井時間	1815大同2005-12 1815萬利2006-07 1915華泰2006-10 1915伊泰2006-11 2215黃陵2007-01 1815平朔2007-05	1910大同 2005-12	2040大同2007-02 1880淮南2007-02	1800晉神2006-08 1800平朔2006-10 1800大同2006-10 1800淮南2006-11
平均產量，用戶	① 3 121 t/d白洞（2006-1-01~2006-10-30），主井提升能力1 Mt/a ② 3 333 t/d萬利，（2006-07-10~2006-09-25）係統尚未形成	3 776 t/d四老溝（2005-12-20~2006-09-16）

經過2002~2006年5年的努力，國產采煤機的最大截割高度已經達到國際先進，最大功率已經達到國際領先。

3 國內外大功率厚煤層采煤機的主要差距（見表2）

3.1 可靠性

國產采煤機和進口采煤機在可靠性方麵的差距是巨大的。由於國家基礎工業的薄弱和煤機行業的落後，這種差距還將長期存在。由於國內技術上跨躍過大，且各廠急於求成，因而國內外大采高采煤機可靠性的差距顯得更大。3台SL 500在晉城采煤20 Mt以上，搖臂因軸承02manbetx.com 上井1次、因浮動油封上井2次，換牽減箱1台（軸承02manbetx.com ）、截割電機4台、變頻器3台。而1910樣機在大同采煤1.15 Mt，更換搖臂1次（浮封7次，搖臂漏油25 kg/d）、截割電機1個、變頻器2個、破碎機太陽輪6個、破碎機油缸3個。1815樣機在大同采煤1 Mt，更換截割電機2個、牽引電機1個，隔離開關、真空接觸器、顯示器、動力模塊各1個；在萬利采煤0.6 Mt，換截割行星頭1個（02manbetx.com 3次）、破碎機電機1個。1800樣機在平朔生產1月斷搖臂。2040樣機參展時碰斷底托架。

Eickhoff 承諾5.5~6 m采煤機的大修周期6 Mt，實際超過6 Mt。 “MT/T 1003.1—2006 滾筒采煤機大修規範第 1部分：總則和整機部分”規定，（國產）整機、搖臂、行走減速箱等主要元部件大修周期的采煤麵積為520 000~780 000 m²，截割高度6 m時割煤量（4~6） Mt；截割電機、破碎電機大修周期的采煤麵積為390 000~590 000 m²，截割高度6 m時割煤量（3~4.5） Mt。

樣機發生一些02manbetx.com 是難免的，SL 500引進之初，變頻器、變壓器也曾多次燒壞，後來改進了。國產大采高采煤機，改進定型後大修周期可望達到（3~5） Mt。

3.2 機電一體化

表2 國內外采煤機技術差距

序號	指標名稱	國外采煤機	國產采煤機	差距
3	截深	0.8~1.5 m	0.8~1.0 m	67%
4	裝機功率	2390 kW（2007）	2 215 kW（2007）	93%，落後4年
5	截割功率	2×900 kW（2007）	2×900 kW（2007）	100%
6	牽引功率	2×110 kW（2002）2×150kW（2007）	2×120 kW（2005）	80%
7	破碎機功率	200 kW（2002）	160 kW（2005）	80%
8	泵站功率	2×45 kW（2007）	40 kW（2005）	44%
9	牽引速度	54 m/min	23 m/min	43%
10	牽引力	2 090 kN（2007）	1 000 kN（2005）	48%
11	截割轉矩	300 kNm（2002）	300 kNm（2005）	100%
12	滾筒直徑	2.7 m（2001） 3.0 m（2006） 3.2 m（2007）	2.7 m（2005）	100%，落後4年
13	供電電壓	3 300 V（1984） 5 000 V（1993）	3 300 V（1994）	落後10年
14	電氣調速技術	直流（1976） 交流變頻（1985） 電磁滑差（1990） 開關磁阻（1980）	直流（1993） 交流變頻（1990） 電磁滑差（2002） 開關磁阻（2001）	落後5~15年
15	變頻器	通用兩象限變頻器改裝（日本1985） 專用兩象限變頻器（德國1998年） 專用四象限變頻器（德國2001年）	通用兩象限變頻器改裝（1990） 通用四象限變頻器改裝（2001） 專用四象限變頻器（2006）	落後5~8年
16	故障診斷、狀態檢測	完善	簡單	落後5~10年
17	工控機		2004	落後~10年
18	遠程通訊		2005	落後~20年
19	記憶截割		2005	落後~20年
20	大修周期（截高6m）	6 Mt（780 000 m2）	5 Mt（650 000 m2）	83%
21	設計壽命(截高6m）	30~40 Mt（3 900 000 m2）	25 Mt（3 250 000 m2）	63%~83%
22	可比平均產量（大同四老溝）	5415 t/d，SL 500 （2002-10-25~2005-10-25）	3776 t/d，1915 （2005-12-20~2006-09-16）	70%
23	最高產量	45 100 t/d，神華2004-08-18 1.04 Mt/m神華2004-08 10 Mt/a神華2004

3.3 市場占有量

Eickhoff、JOY壟斷我國高端采煤機市場的局麵正在被打破。

1996~2006年10月我國進口（含簽合同）的大功率厚煤層采煤機有： Eickhoff 19台SL 500和2台SL 1000， JOY8台6LS5和12台7LS6，DBT1台EL 3000，共42台。

2005~2006年國產13台（含簽合同）：上海6台，西安1台，雞西2台，太礦4台。