摘 要 介绍了神东矿区地质构造及煤层赋存特点，分析了国产设备存在问题的主要原因，提出了 神东矿区采煤设备配备应遵循的原则。
关键词 神东矿区 采煤设备 选型
神（神府）东（东胜）矿区位于山西和内蒙古的交界处，系中生代鄂尔多斯含煤盆地的 一部分。区内地质构造简单，地层产状平缓，倾角为1～3度。区内主要含煤地层为中、下侏 罗统延安组，共含9个可采煤层， 主采煤层为3个，属厚及中厚煤层。 煤层顶板均为粉砂岩或细粒砂岩，抗压强度为100～790kg/cm2，一般在400 kg/cm2，属 中等 冒落顶板；煤层底板多为粉砂岩和泥岩，抗压强度为160～465 kg/cm2，一般在400 kg/cm 2 左右，属稳定型底板。煤质属低灰～特低灰、特低磷、特低硫、中～中高发热量的不粘煤及 长焰煤。
神东矿区目前已有大柳塔矿（包括活鸡兔矿）、哈拉沟矿、石圪台矿 、乌兰木伦矿、补连塔矿、上湾矿、大海则矿、马家塔矿、榆家梁矿和孙家沟矿等生产矿井 ，2001年生产原煤3551万t。
1 神东矿区采煤设备使用情况
大柳塔平硐1-2煤层综采工作面是矿区最早使用国产设备的工作面，使用MAX-600型液压牵 引式采煤机，配置ZY35-22/47型液压支架，SGXC-764/400WS型可弯曲刮板输送机。但在使用 过程中设备多次出现采煤机机身断裂、切割煤炭困难，支架严重开焊，支柱爆缸、断裂等故 障，经常靠放震动炮出煤，日产不到2000t。更换AM500型采煤机亦未解决采煤机割煤 困难的问题。
补连塔矿投产后使用的首套设备是部分引进的综采设备，液压支架和顺槽带式输送机为国产 设备。在使用过程中顺槽胶带运输机的运输能力与设计能力相差甚远，液压支架动作慢、故 障多、结构件损坏严重，井下焊接维修频繁，极大地影响了正常生产。
乌兰木伦矿高档普采工作面使用国产150型采煤机，由于割煤困难、顶板难于管理，被迫改 为刀柱式采煤法。
神东矿区1993～2000年，先后从国外引进了采煤、掘进、支护、运输等设备95种1461 台（套）。使神东矿区装备水平处于国内领先水平，达到了世界先进水平，一个生产 单元（一套引进综采、两套连采）可年产600～800万t，取得了良好的经济效益 。
2 国产设备存在问题的主要原因分析
2.1 国产设备不适应矿区地质条件
神东矿区是我国新开发的大型矿区，煤层 埋藏深度一般为30～80m，煤层平均厚度4～6m，煤层坚硬、围岩较稳定、易于支护，属二级 二类顶板。若按一般条件进行类比属较容易开采煤层，但该类煤层开采有其特殊性。
(1)煤层节理裂隙不发育。煤层的节理裂隙发育程度对落煤能力有直接的影响，若煤层节理 裂隙发育，采煤机割煤后，在截齿的作用力下煤层沿节理裂隙破碎为碎块，达到落煤的效果 。反之，象神东煤由于节理裂隙不发育，需要较大的切割力进行破碎落煤，对采煤机的强度 及功率要求较高。
(2)煤层韧性较强。采煤机切割煤层后，由于煤层的韧性较强，需要较大的切割力才能实现 落煤，因此要求采煤机的功率较大。
(3)煤层顶板压力小。由于神东矿区煤层埋藏较浅，采煤机切割煤层后 ，回采工作面的顶板超前压力较小，对煤壁不能产生压裂作用，只能通过采煤机的强力切割 才能达到落煤的目的。其次由于神东矿区煤层普遍埋藏较浅，矿山压力较小，虽然顶板条件 较好，但周期末压力步距较大,来压强度相对较高，又要求支架有较强的支护阻力和整体强 度。
2.2 设备制造水平有差距
近年来我国综采成套设备制造技术有较大程度的提高，目前已达到日产7000～10000t的水平 ，但与国外设备相比尚有明显的差距。
(1)从设备能力看，国产设备能力在一般的地质条件下只能达到200万t/a(放顶煤除外)的水 平，而进口设备可达到600万t/a以上。
(2)从过煤能力上看，国产采煤机和刮板输送机过煤量达到200万t左右即需上井大修， 采煤机和刮板输送机的使用寿命约500～800万t，液压支架的使用寿命1000～1500万t。 引进设备的大修过煤量：采煤机可达500万t以上，液压支架可达1200万t以上；设备使用寿 命：采煤机和刮板 运输机为2000～2500万t，液压支架可达3000万t以上。国产设备与之相比有较大的差距 。
(3)设备自动化程度方面，国产设备与引进设备存在明显的差距。国产设备大多为手动操作 ，而引进设备的自动化程度、控制的可靠性与国产设备相比有较大的优势。
3 神东矿区采煤设备配备应遵循的原则
目前神东矿区依靠引进设备的优势和强化科学管理，已形成以引进综采工作面和连续采煤机 设备为基础，以一综(采)二连(续采煤机)配套为生产单元；工作面长度220～250m，推进长 度3000～5000m；一井一面产量达到600～800万t。因此，神东矿区的设计应按照“一井一面 ”的原则，合理选择适应该矿区煤层赋存条件的回采工艺和设备,实现高产高效。
为发挥神华集团煤、电、路、港一体化的集团优势，在不增加新井的条件下,通过现有矿井 的挖潜改造,使矿区在2005年达到6000万t/a商品煤的生产能力，采用一井一面的高产高效的 生产管理模式，使用国产设备是无法实现的。以采煤机为例，目前 国外的电牵引采煤机的装机功率已达1500kW以上，而国产的采煤机最大功率在900kW左右。 由于功率低，对神东矿区高韧性煤层的切割效果较引进设备差。目前神东矿区采用 的是掩护式液压支架，支架的工作阻力已达8000kN，而国产的掩护式支架无法达到上述工作 阻力的要求，如果采用支撑掩护式支架(四柱)，由于动作较慢，无法满足快速移架的要求 。此外神东矿区综采工作面推进长度一般在3000m以上，一个工作面的可采煤量约在500～70 0万t。国产设备的大修周期一般在200～250万t，无法满足正常采完一个工作面后上井 维修的 要求。
工作面设备配备数量问题。根据设计规范的有关规定，项目基本建设投资只包括一些易损的 设备的必要备用，比如液压支架备用10%，刮板输送机备用25%等，目前尚没有备用工作面的 有关规定。在实际生产中，各矿务局往往通过设备租赁的方式解决上述问题。通常采煤工作 面收尾、工作面搬家及新工作面的安装调试、试生产，有些矿井甚至初次工作面放顶完成等 工序均由生产准备队伍来完成，正常生产后交给采煤队伍进行采煤，设备由矿区租赁站统一 调配。神东矿区在此方面有其特殊性。一方面工作面单产太高，工作面产量的波动对整 个矿区的产供销会产生直接的影响，要保证产量的相对稳定，对生产设备的可靠性要求较高 ，不允许工作面长时间停产，因此实际生产中实施生产准备交叉进行是必需的。另一方面， 神东矿区目前共有4座年产500万t以上的特大型矿井正常生产，矿区只有5.5套引进综采设备 ，保证正常的生产接替已经很困难,因此,矿区保持一定数量的维修和倒替设备是必要的。
4 建议
（1）结合神东矿区煤层赋存的特点，研究与之相适应的国产设备的配置方案 ，实现国产设备在神东矿区的高产高效。
（2）对引进设备与国产设备的投入产出的经济效益进行专题对比，以保证国家和企业均 获得最大的经济效益。
（3）为促进我国煤机制造的发展，且降低购买外国设备的成本，探讨采用合作制造的办 法，技术上由外方负责，选择中方能制造的部件由中方制造，促进 国产设备制造水平的提高。
