山西作为我国煤炭主产区,煤矿装备的每一次技术迭代都牵动着行业神经。围绕液压支架、立柱千斤顶、矿用支护材料、皮带输送机以及智能化综采改造,山西煤炭企业正在经历一场从支护到运输、从单机到系统的全链条升级。
液压支架是综采工作面的核心支护设备。在山西诸多矿井中,液压支架不仅承担着支撑顶板、隔离采空区的重任,还通过推移千斤顶与刮板输送机、采煤机形成协同作业。随着开采深度增加和地质条件复杂化,液压支架正向大工作阻力、高可靠性和轻量化方向发展。例如,部分山西矿井已采用两柱掩护式大采高支架,配合电液控制系统,实现降架、移架、推溜的自动化循环。
立柱和千斤顶是液压支架执行动作的关键部件。立柱负责承载顶板压力,千斤顶则完成推移、调架、侧护等辅助动作。山西不少煤矿在维修和再制造环节中,重点强化立柱千斤顶的密封性与耐腐蚀性,采用激光熔覆、镀层修复等工艺延长使用寿命。通过内置位移传感器和压力传感器,立柱千斤顶的实时状态可上传至集控中心,为智能化综采提供数据支撑。
除液压支架外,矿用支护材料还涵盖锚杆、锚索、金属网、W钢带以及注浆材料等。山西矿区针对破碎顶板、软岩巷道等难题,推广高强预应力锚杆与注浆改性相结合的方式。非金属复合支护材料(如玻璃钢锚杆)在回采巷道超前支护中逐步应用,既能满足强度要求,又便于采煤机切割,减少火花与磨损。
皮带输送机承担着从工作面到井底煤仓再到地面的原煤运输任务。山西大型矿井普遍采用多点驱动、变频调速、自移机尾的带式输送机系统。为适应智能化综采,皮带输送机已实现煤流监测、异物识别、自动张紧和巡检机器人联动。当工作面产量动态变化时,输送机可自动调整带速,达到节能与减磨效果。
智能化综采改造是在液压支架、采煤机、刮板输送机、皮带输送机等设备基础上,叠加感知、通信、控制与决策系统。在山西,一批矿井已实现“以工作面集控中心为核心,以视频远程干预为辅助”的常态化运行。改造内容包括:
山西煤矿的实践表明,智能化综采改造不是单一设备的“独角戏”,而是液压支架、立柱千斤顶、矿用支护材料、皮带输送机等环节的深度协同。例如,当液压支架压力异常降低时,系统可联动采煤机减速、皮带输送机调整运量,避免压死或冒顶事故。支护材料的选型也会影响支架初撑力设定与移架步距。
随着5G、工业互联网和数字孪生技术在山西矿区的深入应用,液压支架与皮带输送机将实现更精准的负荷匹配,立柱千斤顶的健康管理将更加主動,智能化综采改造将从“工作面無人化”向“全矿井无人化”演进,为煤炭行业安全、高效、绿色开采提供山西方案。