采礦學第14章--大采高綜采技術分析課件

1、第一節(jié) 大采高綜采工藝特點第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備第三節(jié) 適用條件及評價第十四章 大采高綜采工藝7/25/20221第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20222大采高綜采工藝： 是指對3.5m以上的厚煤層一次采全高的綜采工藝。第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20223國外早在20世紀60年代就開始了大采高綜采技術的研究，我國始于20世紀70年代末。 20世紀80年代到90年代初期，我國先后在銅川、開灤、西山、兗州、徐州、邢臺、雙鴨山等礦區(qū)使用了大采高開采方法，但采高均未超過5m。近10年，大采高工作面得到長足的發(fā)展，大采高技術發(fā)展到了一個新的階段，特別是在神東礦區(qū)的成功應用，開采高度

2、突破了7m，日產(chǎn)量達到了萬t級水平，工作面年產(chǎn)水平大幅提高。 第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20224主要特點： 1、采高：3.57.0m。 2、礦壓顯現(xiàn)強烈，支架高度大，穩(wěn)定性差，工作面及頂板管理難度大。 3、設備：大功率、高強度、高可靠性、噸位重、外形尺寸大、安裝、拆卸、運輸較困難。第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20225第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20226 1）初采高度較小，一般為3.5m左右；直接頂初次垮落后采至全高。 2）由于采高大，控制煤壁片幫成為關鍵。 3）需做好液壓支架的防滑、防倒措施。 4）端頭支護及超前支護比一般綜采更為重要。大采高綜采工藝技術特點第一

3、節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20227控制煤壁片幫： 1）帶壓移架，用第一護幫板臨時支護頂板，第二段護幫板支撐煤壁。 2）加快工作面推進速度。 3）用快硬膨脹水泥尼龍繩等錨桿加固煤壁。 4) 在地質條件允許時，采用俯采工藝。 5) 提高支架的初撐力。大采高綜采工藝技術特點第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20228液壓支架防倒、防滑： 1)工作面呈偽斜推進。 2)工作面由下而上單向推移輸送機。 3)及時調整液壓支架位置。 4)嚴格控制采高。 5)錨固工作面排頭、排尾液壓支架。 6)傾角大于10時，每10架液壓支架增設一個斜拉防倒千斤頂，當傾角大于20時，每5架支架增設一個防倒千斤頂。大采

4、高綜采工藝技術特點第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/20229典 例 2009年12月31日，世界上首個7m大采高綜采工作面神華神東煤炭集團補連塔礦22303綜采工作面投入試生產(chǎn)，目前該工作面運行順利。 補連塔煤礦22303綜采工作面長301m，推進長度4971m，煤層平均厚度為7.55m，回采量1177萬噸,共安裝7m大采高液壓支架143臺、6.3m大采高液壓支架9臺、刮板運輸機、采煤機、轉載機、破碎機、自移機尾各一部及通訊系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等,設備安裝總重量12000余噸。 神華神東礦區(qū)上灣煤礦、神華寧煤集團羊場灣煤礦、晉城煤業(yè)集團寺河礦等礦井的綜采工作面最大采高已突破6.0m大關

5、，羊場灣礦和寺河礦工作面采高達到6.2m，上灣礦為6.3m，我國的大采高技術已處于世界領先地位。第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/202210國內(nèi)6.0m及以上大采高綜采工作面賦存條件統(tǒng)計表 第一節(jié) 大采高綜采工藝特點7/25/202211第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/2022121）采用長搖臂采煤機，并具有足夠的臥底量；煤機具有調斜功能，以適應工作面地質條件的變化。2）工作面采落煤塊度大，采煤機和輸送機應有大塊煤的機械破碎裝備。3）支架應具有良好的橫向與縱向穩(wěn)定性和承受偏載的能力；結構和性能應具有較好的防片幫能力，初撐力大、伸縮或折疊式前探梁對端面頂板及時支護；可伸縮護幫板應能平移

6、至頂梁端部以外，且具有足夠的護幫面積和護幫阻力。4）大采高工作面礦壓顯現(xiàn)強烈，支架應具有較大的支護強度和自身強度。第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備大采高綜采設備要求7/25/2022131）加快推進速度，降低礦壓對煤壁影響，防止片幫。2）帶壓擦頂移架，減少對頂板的破壞。3）割煤后及時使用伸縮梁和護幫板支護頂幫。4）采用木錨桿、“馬麗散”等材料加固煤壁。5）對支架位態(tài)實施監(jiān)測，掌握液壓支架工作狀態(tài)。6）在易片幫、掉頂區(qū)域，保證煤機通過高度的前提下適當降低采高。7）使支架能夠支護到煤幫，避免掉頂?shù)捻肥瘡闹Ъ芮胺降袈涞焦ぷ髅孑斔蜋C中。第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備煤幫及頂板管理主要措施7/25/20221

7、4 7m大采高液壓支架在運輸和安裝上頗為棘手。 采高低于4.5m的液壓支架重量不超過20噸；7m大采高液壓支架重量為68噸，其運輸尺寸為9440*1950*3200mm。大采高綜采液壓支架第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202215序號設備名稱型號主要參數(shù)1采煤機MG800/1880-WD型采高：2.85.56m ； 裝機功率: 1880KW；最大牽引速度：1016m/min ；滾筒直徑：2000mm；電壓等級：3.3KV ；截深：0.865m2液壓支架ZZ9200/24/50 四立柱掩護支撐式，工作阻力9200KN, 中心距1.75m，支架強度1.06MPa，支撐高度：2.45.0m

8、,重量34t3轉載機SZZ1000/400時運輸能力2600t, 電壓等級3.3KV4工作面輸送機SGZ1000/1400 時運輸能力2500t, 電壓等級3.3KV實例1 淮南大采高綜采工作面裝備第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202216煤層平均厚度6m，傾角 2-50,采高5.5m，綜采工作面三進兩回式通風。序號設備名稱型號主要參數(shù)1采煤機SL700交流電牽引德國產(chǎn)，截深0.865m，功率1815KW，最大速度31.8m/min，電壓等級3.3KV2液壓支架 DBT-SCHITD德國產(chǎn)：二柱掩護式，工作阻力8638KN,初撐力5890KN，中心距1.75m，支架強度0.91MPa，

9、支護高度2.55.5m。3轉載機德國產(chǎn)：時運輸能力2750t, 電壓等級3.3KV。4工作面輸送機PF4-1132德國產(chǎn)：時運輸能力2500t, 電壓等級3.3KV。實例2：山西寺河礦大采高綜采裝備第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202217主采煤層2-2，埋深200m。構造簡單、傾角20-30，厚度4m-5m。頂板多為粉砂巖、砂質泥巖，屬中等冒落頂板。工作面呈條帶布置，面長220-360m，推進長2000-2400m，發(fā)展到5000-6000m。其裝備為：美國JOY公司的SL500型電牽引雙滾筒采煤機，功率1875kW，采高2.7m-5.4m，牽引速度0-26m/min，遙控操作；JO

10、Y公司生產(chǎn)的大功率刮板輸送機、轉載機和破碎機，采用集中控制聯(lián)動，總功率達2465kW，運輸能力為3500 t/h；實例3：神東大柳塔礦第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202218德國D.B.T公司的WS掩護式支架，支護高度2.55m-5.5m，支架寬度1.75m，初撐力4908kN，支護強度0.8Mpa，工作阻力8765 kN，實行PM4系統(tǒng)電液閥控制。回采巷采用美國FSW公司生產(chǎn)的B1200/2X4004.0型膠帶輸送機，帶速為4m/s。 兩面生產(chǎn)原煤2151萬噸，全礦481人，工效135.12t/工，最高月產(chǎn)209.4萬t，單面最高年產(chǎn)突破1000萬t，平均日產(chǎn)可達2.5萬t以上。實

11、例3：神東大柳塔礦第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202219綜采工作面主要裝備設備名稱型號主要技術參數(shù) 采煤機SL500生產(chǎn)能力28003000t/h，采高2.75.4m,截深865mm，牽引速度026m/min，裝機功率1875KW,電壓3300V 液壓支架WS支護高度2.55.5m，中心距1.75m，工作阻力8638KN ，移架速度8s/架，推移行程960mm 刮板輸送機JOY855輸送能力3500t/h，直徑48152雙中鏈，裝機功率3855KW第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202220 神東公司的 1000萬噸工作面，由于綜采設備引進，機械化、自動化程度高及設備系統(tǒng)可靠

12、性高，事故發(fā)生率低。 為充分發(fā)揮引進設備性能，工作面作業(yè)方式改變傳統(tǒng)“三八”、或“四六”制，采用“八二七七”，即出煤班工作面時間8h、7h、7h，準備班停機檢修2h ?；虿捎谩鞍税肆保闯雒喊喙ぷ髅鏁r間8h、8h、6h，準備班停機檢修2h 。 大采高強力掩護式液壓支架，使長壁面推進長度達到6000m（目前一般推進長度為10002000m），推進速度達到2030m/天，滿足了高度集中開采的要求。 第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202221我國特大采高綜采工作面裝備名稱大采高特大采高支架結構高度/m3.55 .05.06.57.2支護強度/MPa0.50.70.81.2工作阻力/KN3

13、5008000600018000支架寬度/m1.5、1.751.75、2.05架型（多數(shù)）支撐掩護式掩護式立柱缸徑/mm大于320大于380支架重量/t大于15大于30適應采高/m3.55.05.07.0第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202222 液壓支架：國內(nèi)生產(chǎn)，性能穩(wěn)定、工作阻力高、液壓件密封好、結構焊接牢等。目前國產(chǎn)支架結構高度達7.2m，工作阻力18000KN。電牽引采煤機：基本從國外進口，采高達7.0m，功率1800KW以上，截深1m，日產(chǎn)最高5萬t；運輸設備過煤量加大：和特大采高工作面配備的刮板輸送機、轉載機、破碎機及自移機尾的可伸縮膠帶輸送機正在由國外引進向國產(chǎn)化轉變。

14、重型化輔助運輸設備：特大采高工作面裝備重量大，支架重3540t，煤機重5070t，為了縮短非生產(chǎn)時間（搬家安裝），引進國外載重超過30t的無軌膠輪車。而國產(chǎn)無軌膠輪車載重偏低。特大采高工作面裝備的發(fā)展第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202223國外大采高綜采技術與裝備的主要特點是高功率、高可靠性，其主要技術特點如下：新型電牽引采煤機。裝備電控系統(tǒng)，采用先進的信息處理技術和傳感技術，實現(xiàn)機電一體化，最大采高超過6m，總功率達到1500-2000kW。大采高強力液壓支架。主要架型是高工作阻力的兩柱掩護式支架，工作阻力6-12MN，最大支護高度過6m；支架中心距1.5-2.0m；降、移、升循環(huán)

15、時間小于10s，壽命試驗5萬次以上。重型刮板輸送機、轉載設備。刮板輸送機裝機功率達4800kW，運量達6000t/h，過煤能力2000萬t以上。第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202224長距離工作面巷道帶式輸送機。帶式輸送機裝機功率可達4970kW，運輸能力5500t/h，帶速5m/s以上。綜采工作面自動化生產(chǎn)技術。開發(fā)應用采煤機滾筒自動調高技術、液壓支架電液控制技術、計算機集中控制技術，自動完成割煤、運輸、移架和頂板支護等生產(chǎn)流程，通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)工作面自動化生產(chǎn)和信息監(jiān)測控制。綜采工作面中高壓供電技術。工作面輸送機和采煤機等機械的供電電壓提高到2.3、3.3、4.16、5.0kV等級，改善采區(qū)電網(wǎng)和工作面大功率電氣設備運行工況，提升工作面裝備生產(chǎn)能力和可靠性。第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202225ZF7000/20/40大采高放頂煤液壓支架第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202226ZY10800/28/63D型掩護式支架鄭州煤礦機械集團有限責任公司第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202227ZY17500/34.5/76D液壓支架晉城金鼎公司第二節(jié) 大采高綜采工作面裝備7/25/202228