采煤机技术发展历程(四)——连续采煤机
论文概要
在采煤机发展过程中，以履带式掘进机为基础演变出一种横轴铣削滚筒的连续采煤机，成为机动性强、截割断面大的煤层切削机器。连续采煤机发源于井下采煤，陆续拓展出截齿滚筒、铲齿轮斗切削装载一体化挖掘机，被成功用于露天矿层掘采、海底矿脉开采、路面维修铣刨等领域。连续采煤机类似于履带行走机器人，具有自主导控机器人（AutonomousGuidedRobot,AGR）的发展潜力，需要突破导航及场景感知技术及智能控制方法，以提高连续采煤机的自主运行能力。
作者简介
葛世荣(-)，男，汉族，浙江天台人，教授，中国矿业大学(北京)校长，党委副书记，从事智能采矿装备、摩擦可靠性工程研究。俄罗斯工程院外籍院士。主持完成了国家“计划”项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”，发明了基于煤层地质信息融合的采煤机自动定位、纠偏及控制方法。主持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”，探索井下无人驾驶采煤机的自主定位及调控新原理和新技术。曾获国家技术发明二等奖2项和国家科技进步二等奖1项、三等奖1项。并且曾获得“国家杰出青年科学基金”资助，荣获“中国青年科技奖”“国家有突出贡献的中青年技术专家”“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”。年5月30日，荣获全国“第二届创新争先奖”。E-mail:gesr＠cumtb.edu.cn。
主要内容
首先，阐述了连续采煤机的概念及广泛用途。对行走机构与铣削滚筒进行不同组合，可以构建侧置滚筒采煤机和前置滚筒采煤机的４种构型，连续采煤机（以下简称“连采机”）采用前置横滚筒构型，具有机身短、行走灵活、铣削宽度大等优点，是一种把截割、装载、转运、移动行走、喷雾降尘融于一体的高度机械化开采设备，既可以用于煤层短壁开采，也能在煤层掘进巷道，更能作为露天采矿机、路面铣刨机、海底采矿机使用。
第二，详细挖掘了国内外连采机的发展历程。国外的连采机制造商经历了从分散到集中的过程，目前已聚集到日本小松采矿公司(含兼并的美国久益公司机型)、美国卡特彼勒公司(含兼并的德国采矿技术公司、比塞洛斯公司机型)和瑞典山特维克公司(含兼并的奥钢联公司机型)。小松采矿公司收购的久益公司是连采机创始者，它已在全球销售余台连采机。我国大同矿务局和西山矿务局于年和年从美国引进了连采机，到年，我国引进了美国４家公司的23台连采机。年，中煤科工集团太原分公司研制出EML型连采机，是我国自主研发的首台连采机，随后三一集团、湖南长沙铁建重工集团、江苏徐工集团、黑龙江佳木斯煤矿机械公司陆续自主研发了不同型号功能的连采机。
第三，总结了轮斗式和滚筒式露天连采机的发展历程。轮斗式连续采矿机开发和应用较早，滚筒式连续采矿机是近30年开始普遍采用的新机型。
第四，介绍了国内外连采机在其他领域的拓展应用。主要包括路面铣刨机、路面开沟机、海底开沟机、深海采矿机、月球采矿车等的国内外应用情况。
最后，笔者认为，连续采煤机更接近于履带行走式采煤机器人，具有自主导控机器人（AutonomousGuidedRobot,AGR）的发展潜力，但还需突破以下关键技术：（1）建立机器视觉、磁感定位、激光扫描多传感器融合导航及场景感知技术，形成自行走采煤机器人导航方法；（2）研发新型机械臂(滚筒悬臂)结构，包括大功率高负载的机电一体化驱动，低速重载调速技术、灵巧型机械臂等；（3）自行走采煤机器人智能控制方法，包括自主定向、自主纠偏、自主避障、自主诊断等控制能力。
主要图表
图２ 久益公司早期的连续采煤机
图４ 井下运行的首台奥钢联公司ABM20连采机
图９ 中煤科工集团太原分公司EML连采机
图15 Bagger轮斗采矿机
图17 露天连采机3种滚筒布置形式
图20 威猛T型露天连采机
图25 世界第１台路面冷铣刨机
图28 英国CBT链锯式海底开沟机
图30 中国鲲龙海底集矿车
图31 美国NASA研制的月球采矿车
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