刮板输送机技术发展历程 (二) ——国内技术

刮板输送机技术发展历程 (二) ——国内技术

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葛世荣，王俊涛，宋智丽，等.刮板输送机技术发展历程（二）——国内技术[J].中国煤炭，2024，50（3）：1-11.DOI：10.19880/j.cnki.ccm.2024.03.001

GE Shirong, WANG Juntao, SONG Zhili，et al. The development history of scraper conveyor technology (Part two): technologies in China[J].China Coal，2024，50（3）：1-11.DOI：10.19880/j.cnki.ccm.2024.03.001

论文概要

我国生产刮板输送机始于1950年，以仿制苏联刮板输送机为主。1954年开始定型生产SGD-11型、SGB-11、SGB-15型刮板输送机；1958年试制出可弯曲链板运输机。1970年，国产SGW-150型刮板输送机与MLQ1-80型采煤机、TZ140型液压支架组成我国第一个采用自主装备的综采工作面。截止2020年底，我国累计生产煤矿刮板输送机19.43万台，其中张家口煤矿机械公司生产60360台，宁夏天地奔牛公司生产24 840台。自2010年起，智能化刮板输送机开始起步，2011年研制成功国内首台初级智能化刮板输送机成套设备，2012年研制成功变频一体电机驱动的中双链刮板输送机，2014年研制成功世界首台具有装载量监测和自适应调速的智能控制刮板输送机。2022年研发出500m长运距智能刮板输送成套装备，输送能力达3000t/h；2023年研制出世界首套10m超大采高智能刮板输送机成套装备，输送能力为8000t/h。我国刮板输送机单机平均吨位呈现指数型增长，20世纪50年代的单机平均吨位仅为5.3t，之后40年的刮板输送机处于小型化阶段；2000年单机平均吨位达到45t，进入重型化时期，2010年达到75t；之后进入超重型机型阶段，2020年单机平均吨位达161t。

作者简介

葛世荣(1963-)，男，汉族，浙江天台人，教授、博士生导师，中国工程院院士，中国矿业大学(北京) 校长，从事智能矿山装备、摩擦可靠性工程和矿山机器人研究。主持国家“973计划”项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”、国家“863计划”重点项目“掘进机和采煤机远程监测和控制关键技术”、国家自然科学基金重点项目“煤矿井下无人化综采机组的智能感知与协同控制基础研究”和国家重点研发计划智能机器人重点专项“大型露天矿机器人化自主运输装卸系统关键技术与应用示范”项目。率先提出矿井提升机智能补偿制动技术思路、基于地理信息导航的采煤机自主导航截割技术架构和掘进机平行智能掘支运技术模式、数字孪生智慧矿山理论与技术和煤矿机器人技术谱系，研制成功我国第一台安标认证的煤矿搜救机器人、自动截割滚筒采煤机、自动截割悬臂掘进机、超长运距永磁电机智能驱动带式输送机和超重型永磁电机智能驱动刮板输送机。获国家技术发明二等奖3项和国家科技进步二等奖1项等科技成果奖励，获“中国青年科技奖”、 “全国优秀科技工作者”、“何梁何利基金科技进步奖”、“世界能源论坛技术创新奖”、“孙越崎能源科技大奖”、全国“第二届创新争先奖状”等学术荣誉。E-mail：gesr＠cumtb.edu.cn。

主要内容

我国刮板输送机制造工业起步于新中国成立后。1949年11月，张家口兵工修械所改建为华北机器制造公司张家口机器厂，成为我国最早的刮板输送机制造厂，1959年更名为张家口煤矿机械厂，现为中煤张家口煤矿机械有限责任公司。为了扩大刮板输送机制造能力，张家口煤矿机械厂分建了西北煤矿机械一厂（现为宁夏天地奔牛实业集团有限公司）于1970年投产、湖北煤矿机械厂（现为湖北煤矿机械集团公司）于1975年投产。后来，煤炭部建设了南京煤矿机械厂、昆明煤矿机械厂、兖州煤矿机械厂、辽源煤矿机械厂等煤机厂，生产各种轻型和中型刮板输送机。目前，全国获取安标资质的刮板输送机制造企业300余家、转载机制造企业100余家，可生产50余种型号刮板输送机，刮板输送机制造能力达6000台套/a。截止2020年底，我国累计生产煤矿刮板输送机19.43万台（其中张家口煤矿机械公司生产60360台，宁夏天地奔牛公司生产24840台）、带式输送机5.59万台，采煤机1.88万台、掘进机1.98万台、液压支架90.61万架。2012-2022年期间，累计供应掘进机17888台、采煤机8957台、刮板输送机28214台、带式输送机30845台、液压支架73.58万余架。目前，我国已成为世界最大的采煤机、液压支架和刮板输送机生产国，重型刮板输送机制造达到国际领先水平。刮板输送机最大功率4 800 kW，最大输送能力7000t/h，最大铺设长度500m；转载机最大功率1000 kw，最大输送能力8000 t/h。

首先，作者认为，在我国刮板输送机设计制造从无到有、从小到大、由人工操作到智能控制的发展历程中，张家口煤矿机械厂（中煤张家口煤矿机械有限责任公司的前身）、西北煤矿机械一厂（宁夏天地奔牛实业有限公司的前身）、煤炭科学院太原分院（现中煤科工集团太原研究院有限公司前身）为此做出了突出贡献。

其次，分别分析和总结了张家口煤矿机械厂、西北煤矿机械一厂、太原煤科分院、湖北煤矿机械厂和其他煤矿机械厂刮板输送机的研发制造情况，重点对张家口煤矿机械厂、西北煤矿机械一厂、太原煤科分院和湖北煤矿机械厂的相关情况进行了具体阐述。

张家口煤矿机械厂1950年从仿制前苏联机型，生产锁链式输送机开始起步，随后不断发展，在1950-1954年期间共生产刮板输送机400余台，使得我国初步建立起刮板输送设备技术基础和制造体系，为我国东北煤炭基地的机械化开采发挥了重要支撑作用。1954年之后，该厂对仿制刮板输送机进行优化改进，定型生产SGD-11型、SGB-11、SGB-15型刮板输送机；进一步加大了刮板输送机的驱动功率。之后一路创新发展，1960年3月自主设计了60型强力刮板运输机，1974年研制出SGW-150A型刮板运输机，1978年改型制造出SGW-150C型可弯曲刮板运输机，到2018年，已研发出SGZ1400/2×2000型前部输送机、SGZ1400/3×1600型后部输送机、1200+200型机尾辅助驱动转载机、1200 kW阀控偶合器驱动锤式破碎机、DY1800/1300带式输送机自移装置，形成了智能化超大采高综放开采输送系统技术及成套装备，总装机功率达到12000 kW，在监测、感知、控制等智能化技术方面实现了深度应用。

西北煤矿机械一厂由张家口煤矿机械厂分建，1970年投产，设计制造首批SWD-22型矿用刮板输送机产品，年产量980台。1979年，该厂研制出SGWD-730/180型单链刮板输送机，是我国第一套高档普采工作面刮板输送设备。1995年，该厂与山西潞安矿务局联合研发出SGZ830/630铸造框架式交叉侧卸刮板输送机、SZZ830/200型交叉侧卸转载机、LPS1500型破碎机成套综合机械化采煤设备，是我国第一套采用C型槽结构的刮板输送机。1999年该厂更名为“宁夏西北奔牛实业集团有限公司”，2006年，公司正式更名为“宁夏天地奔牛实业集团有限公司”。2014年，该公司研制出SGZ1000/2×1000世界首套智能控刮板输送设备，具有智能启动、智能调速、功率协调、链条保护、低速检修、双向协同作业控制等智能化技术。2019年，研制出8.8m超大采高智能综采煤炭输送装备。

煤炭科学院太原研究院成立于1964年，现为中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，是我国主要的刮板输送机设计测试基地。1964年，设计了仿波兰Slask-59型刮板输送机的SGW-44型刮板输送机，该机是我国第一台圆环链可弯曲刮板输送机，用于开滦矿务局唐山矿。1986年，设计了SGB-630/150C型和SGD-730/180型双速刮板输送机，填补了国内此类机型的空白。2001年，设计了SGZ1200/1400型后部刮板输送机、SZZ1200/525型自移式转载机、PLM3500型轮式破碎机和TYD1400型带式输送机自移机尾，是当时我国开发研制的功率最大、槽宽最宽、运距最长的缓倾斜综放工作面超重型刮板输送机，并首次采用自动伸缩机尾、液压马达紧链装置、调速型液力偶合器及紧凑链等先进技术。

湖北煤矿机械厂于1970年10月由张家口煤矿机械厂分迁到湖北咸宁市，自20世纪70年代初，设计制造了我国首台薄煤层工作面轻型刮板输送机，相继又设计开发了SGD和SGB两大系列15种型号轻型刮板输送机。1984年4月，该厂研制出SGB-630/60型刮板输送机，适用于薄煤层缓倾斜综采工作面运输，1997年6月，制造出SGN-630/110型准边双链刮板输送机，该机是对SGB-630/80机型的改进设计，用于缓倾斜极薄煤层普采、高档普采及综合机械化采煤工作面运输，大大降低了链条与连接环的断链率和电动机烧毁率。

最后，作者指出，虽然目前我国刮板输送机制造企业有300余家，制造能力达6000台套/a，占全球刮板输送机制造业的70%，但业态过于分散，竞争处于低端，骨干头部企业仅有10家左右。截止2020年底，我国累计生产煤矿刮板输送机19.43万台，2022年产量1600台。截止2022年，全国生产煤矿3400余处，采煤工作面数量约5500个，每年对刮板输送机需求量不超过1800台，且对智能性和可靠性的要求越来越高。

主要图表