1、 综综 采采 工工 艺艺 主讲：赵四江主讲：赵四江 2018.021PPT课件3、高效综合机械化采煤成套装备技术高效综合机械化采煤成套装备技术 2PPT课件3PPT课件 1综采的概念综采的概念 综采是综合机械化采煤工艺的简称，是利用采煤机落煤和装煤，利用综采是综合机械化采煤工艺的简称，是利用采煤机落煤和装煤，利用可弯曲刮板输送机运煤，利用自移液压支架进行支护和采空区处理的一种可弯曲刮板输送机运煤，利用自移液压支架进行支护和采空区处理的一种采煤工艺。采煤工艺。综采是在炮采、普采的基础上逐步发展而来的，炮采、普采、综采是在长综采是在炮采、普采的基础上逐步发展而来的，炮采、普采、综采是在长壁采煤机械
2、化发展三个重要阶段的产物，目前在我国炮采、普采和综采三壁采煤机械化发展三个重要阶段的产物，目前在我国炮采、普采和综采三种工艺并行，分别用于不同煤层条件、不同经济条件和不同规模的矿井。种工艺并行，分别用于不同煤层条件、不同经济条件和不同规模的矿井。综采是长壁采煤方法中机械化程度最高的一种采煤工艺，是采煤工艺进一综采是长壁采煤方法中机械化程度最高的一种采煤工艺，是采煤工艺进一步发展的基础。步发展的基础。4PPT课件 2综采面主要装备及布置综采面主要装备及布置最常见的综采面布置形式如图最常见的综采面布置形式如图3所示。所示。3综采面采煤工作综采面采煤工作（1）落煤与装煤。由采煤机落煤，依靠采煤机滚）
3、落煤与装煤。由采煤机落煤，依靠采煤机滚筒装煤。筒装煤。（2）运煤。由可弯曲刮板输送机运煤。）运煤。由可弯曲刮板输送机运煤。（3）支护与回收支架。由自移式液压支架支护顶）支护与回收支架。由自移式液压支架支护顶板和切顶（空区采用全部垮落法处理）。板和切顶（空区采用全部垮落法处理）。5PPT课件 4综采面采煤工艺过程综采面采煤工艺过程综采面采煤机简称为综采面采煤机简称为割煤；割煤；移刮板机简称为移刮板机简称为移溜；移溜；升升降和移动液压支架简称为降和移动液压支架简称为移架。移架。因此综采面的五项采因此综采面的五项采煤工作被简化为割煤、移溜和移架三项作业。这三项煤工作被简化为割煤、移溜和移架三项作业。
4、这三项作业按一定顺序进行就形成了综采面的采煤工艺过程。作业按一定顺序进行就形成了综采面的采煤工艺过程。常见的采煤工艺过程有以下两种安排方式：常见的采煤工艺过程有以下两种安排方式：（1）按照）按照割煤割煤移架移架移溜移溜的顺序安排，即及时支护。的顺序安排，即及时支护。（2）按照）按照割煤割煤移溜移溜移架移架的顺序安排，即滞后支护。的顺序安排，即滞后支护。6PPT课件新疆煤炭工业安全技术培训中心 WWW.XJKSPX.COM 图图3 走向长壁综采面走向长壁综采面主要装备及布置主要装备及布置1一运输平巷；一运输平巷；2一胶带输送机；一胶带输送机；3一转载机；一转载机；4一破碎机；一破碎机；5一电缆车
5、；一电缆车；6一机电列车；一机电列车；7一泵站；一泵站；8一回柱绞车；一回柱绞车；9丛柱；丛柱；10刮板输送机；刮板输送机；11一液压支架；一液压支架；12采煤机；采煤机；13一回风平巷；一回风平巷；14一超前支护一超前支护7PPT课件8PPT课件9PPT课件综采工作面平面布置端头液压支架液压支架采空区刮板输送机双滚筒采煤机桥式转载机带式输送机轨道平巷运输平巷10PPT课件11PPT课件 1双滚筒采煤机割煤方式双滚筒采煤机割煤方式通常把采煤机沿工作面将煤层全厚割完一次称为进一通常把采煤机沿工作面将煤层全厚割完一次称为进一刀。将一刀割煤的深度称为截深。把采煤机在工作面刀。将一刀割煤的深度称为截深
6、。把采煤机在工作面往返行走时的状态与割煤效果（刀数）相结合称为割往返行走时的状态与割煤效果（刀数）相结合称为割煤方式。常用的割煤方式有以下两种，影响因素有：煤方式。常用的割煤方式有以下两种，影响因素有：（1）采煤机滚筒数和直径；（）采煤机滚筒数和直径；（2）煤层厚度、倾角；）煤层厚度、倾角；（3）顶板条件。）顶板条件。12PPT课件 （1）单向割煤。采煤机上）单向割煤。采煤机上（下）行割煤，滞后采煤机（下）行割煤，滞后采煤机23个液压支架进行移架，直至端头；采煤机下（上）个液压支架进行移架，直至端头；采煤机下（上）行清理浮煤，滞后采煤机行清理浮煤，滞后采煤机10l5m进行移溜，采煤机往进行移溜
7、，采煤机往返一次进一刀，工作面推进了一个截深。返一次进一刀，工作面推进了一个截深。单向割煤方式适用于以下条件：单向割煤方式适用于以下条件：煤层倾角大，只能自煤层倾角大，只能自下而上移架或自下而上移溜的综采面；煤层厚度大，下而上移架或自下而上移溜的综采面；煤层厚度大，采煤机不能一次采全高的综采面；采煤机装煤效果差采煤机不能一次采全高的综采面；采煤机装煤效果差的综采面。的综采面。13PPT课件 图图4 综采面双滚筒采煤机割煤综采面双滚筒采煤机割煤14PPT课件 （2）双向割煤。）双向割煤。采煤机上采煤机上（下）行割煤，滞（下）行割煤，滞后采煤机后采煤机23个液压支架进行移架，滞后采煤个液压支架进行
8、移架，滞后采煤机机1015m进行移溜，直至端头；采煤机在端进行移溜，直至端头；采煤机在端头进刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往头进刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往返一次进两刀，工作面推进了两个截深。返一次进两刀，工作面推进了两个截深。这种割煤方式多用于煤层赋存稳定、倾角较缓这种割煤方式多用于煤层赋存稳定、倾角较缓和厚度适合于采煤机一次采全高的条件。和厚度适合于采煤机一次采全高的条件。15PPT课件2采煤机进刀方式采煤机进刀方式把采煤机割完一刀煤后，滚筒重新进入煤把采煤机割完一刀煤后，滚筒重新进入煤体的过程称为进刀，把完成这个过程的方体的过程称为进刀，把完成这个过程的方式叫进刀方式。式叫进
9、刀方式。常用的采煤机进刀方式有常用的采煤机进刀方式有斜切进刀、钻入进刀、预做缺口推入进刀斜切进刀、钻入进刀、预做缺口推入进刀等等。综采面双滚筒采煤机多采用斜切进刀。综采面双滚筒采煤机多采用斜切进刀方式，常用的斜切进刀方式有以下两种：方式，常用的斜切进刀方式有以下两种：16PPT课件 （1）端部割三角煤斜切进刀。其进刀过程如图）端部割三角煤斜切进刀。其进刀过程如图5所示。所示。采用端部斜切进刀、双向割煤时，要求工作面上、下顺槽要有足采用端部斜切进刀、双向割煤时，要求工作面上、下顺槽要有足够宽度，能使刮板机机头、机尾尽量伸向顺槽内，以保证采煤机够宽度，能使刮板机机头、机尾尽量伸向顺槽内，以保证采煤
10、机能在无人工缺口的情况下割通工作面。能在无人工缺口的情况下割通工作面。（2）中部斜切进刀。其进刀过程如图）中部斜切进刀。其进刀过程如图6所示。所示。其特点是：刮板机的弯曲段在工作面中部，左半段割煤时右半段其特点是：刮板机的弯曲段在工作面中部，左半段割煤时右半段移溜；右半段割煤时左半段移溜。与端部斜切进刀相比，可减少移溜；右半段割煤时左半段移溜。与端部斜切进刀相比，可减少进刀作业时间，但只能是单向割煤；当采煤机空行速度快时，可进刀作业时间，但只能是单向割煤；当采煤机空行速度快时，可实现工作面高产，因此在一些先进矿井目前应用比较普遍。实现工作面高产，因此在一些先进矿井目前应用比较普遍。17PPT课
11、件图图5 综采工作面综采工作面割三角煤斜切进刀过程割三角煤斜切进刀过程（a）起始；）起始；（b）上行切入煤壁并移）上行切入煤壁并移直输送机；直输送机；（c）下行割三角煤；）下行割三角煤；（d）上行准备正常割煤）上行准备正常割煤1双滚筒采煤机；双滚筒采煤机；2一刮板输送机一刮板输送机18PPT课件图图6 综采面综采面中部斜切进刀过程中部斜切进刀过程（a）采煤机向左割煤）采煤机向左割煤至左端；至左端；（b）采煤机空返至工）采煤机空返至工作面中部后切入煤壁；作面中部后切入煤壁；（c）采煤机向右正常）采煤机向右正常割煤至右端头，同时将割煤至右端头，同时将左半段刮板机移近煤壁；左半段刮板机移近煤壁；（d
12、）采煤机空返至中）采煤机空返至中部后向左割煤至左端，部后向左割煤至左端，同时将右半段刮板机移同时将右半段刮板机移近煤壁近煤壁19PPT课件 3液压支架的支护方式在综采面，把移架与移溜操作的配合方式叫支护方式移架与移溜操作的配合方式叫支护方式。及时支护及时支护先移架，后移溜。能够保证在采煤后对暴露的顶板进行及时支护，适用于煤层顶板条件较差的工作面。要实现及时支护，支架必须有特殊的结构。滞后支护滞后支护先移溜，后移架。顶板会悬空较长时间，适用于煤层顶板条件较好的工作面。20PPT课件4移架方式移架方式移架方式指移架的顺序和每一次同时移架的数目。移架方式指移架的顺序和每一次同时移架的数目。按同时移动
13、的液压支架数目和顺序，液压支架的移按同时移动的液压支架数目和顺序，液压支架的移架方式可分为依次顺序式、分组交错式和成组整体架方式可分为依次顺序式、分组交错式和成组整体顺序式三种方式。顺序式三种方式。（1）依次顺序式。按顺序依次移动支架，每次移）依次顺序式。按顺序依次移动支架，每次移动一台。这种方式操作简单，质量容易保证，但移动一台。这种方式操作简单，质量容易保证，但移架速度慢，适用于采煤机割煤速度慢的工作面。架速度慢，适用于采煤机割煤速度慢的工作面。21PPT课件 （2）分组交错式。将）分组交错式。将35台支架分为一组，组内支台支架分为一组，组内支架按顺序移动，组间平行前移。这种移架方式速度架
14、按顺序移动，组间平行前移。这种移架方式速度快，适应于顶板较稳定的高产工作面。快，适应于顶板较稳定的高产工作面。（3）成组整体顺序式。将）成组整体顺序式。将23台支架分为一组，组台支架分为一组，组内支架同时前移，组间顺序前移。这种方式移架速内支架同时前移，组间顺序前移。这种方式移架速度快，对移架技术要求高，适用于顶底板条件好的度快，对移架技术要求高，适用于顶底板条件好的工作面。工作面。22PPT课件 5端头支护端头支护工作面端头是指工作面与顺槽连接处附近的区域，工作面端头是指工作面与顺槽连接处附近的区域，这个区域是人员与设备出入工作面的出入口。一般这个区域是人员与设备出入工作面的出入口。一般端头
15、设备和人员集中、控顶面积大、矿山压力复杂，端头设备和人员集中、控顶面积大、矿山压力复杂，而且随工作面推进，需要不断在这里拆除和更新顺而且随工作面推进，需要不断在这里拆除和更新顺槽中的支护，作业量大。端头支护即指这个区域的槽中的支护，作业量大。端头支护即指这个区域的支护。端头支护是工作面顶板管理的重要内容之一，支护。端头支护是工作面顶板管理的重要内容之一，对工作面安全生产和设备能力的发挥有很大影响。对工作面安全生产和设备能力的发挥有很大影响。23PPT课件 常用的综采工作面端头支护方式有以下三种：常用的综采工作面端头支护方式有以下三种：（1）用单体支柱与长钢梁组成迈步抬棚支护。）用单体支柱与长钢
16、梁组成迈步抬棚支护。（2）用专用的自移式端头液压支架支护。）用专用的自移式端头液压支架支护。（3）用与工作面相同的液压支架支护。）用与工作面相同的液压支架支护。24PPT课件 采煤工作面的采煤系统由直接为工作面服务的巷道系统、煤炭运输系统、采煤工作面的采煤系统由直接为工作面服务的巷道系统、煤炭运输系统、辅助运输系统、通风系统、排水系统、供电系统、行人系统等组成。辅助运输系统、通风系统、排水系统、供电系统、行人系统等组成。图图7所示为一基本的走向长壁综采面采煤系统。所示为一基本的走向长壁综采面采煤系统。采煤系统的布置，主要是巷道系统的布置。巷道系统布置是按照煤炭运采煤系统的布置，主要是巷道系统的
17、布置。巷道系统布置是按照煤炭运输、辅助运输、通风、排水等主要生产系统布置的要求进行的。输、辅助运输、通风、排水等主要生产系统布置的要求进行的。1巷道系统布置要求巷道系统布置要求顺槽的坡度：顺槽的坡度：顺槽的方位：顺槽的方位：顺槽的断面：顺槽的断面：25PPT课件 图图7（同图（同图1）走向长壁综采面采煤系统图走向长壁综采面采煤系统图1绞车房回风斜巷；绞车房回风斜巷；2采区回风石门；采区回风石门；3绞车房；绞车房；4采区上部车场；采区上部车场；5采区中部车场；采区中部车场；6联络巷；联络巷；7区段运输顺槽；区段运输顺槽；8，10区段回风顺槽；区段回风顺槽；9开切眼开切眼26PPT课件 2生产及辅
18、助系统布置要求生产及辅助系统布置要求煤炭运输、辅助运输、通风、排水、供电等生产与辅助系统煤炭运输、辅助运输、通风、排水、供电等生产与辅助系统均布置在巷道之中，是巷道系统功能的实现。选择装备和布均布置在巷道之中，是巷道系统功能的实现。选择装备和布置这些系统时应该充分考虑巷道空间特点，按照巷道系统设置这些系统时应该充分考虑巷道空间特点，按照巷道系统设计时的要求进行设备选型和安装。计时的要求进行设备选型和安装。1）煤炭运输系统布置要求）煤炭运输系统布置要求2）辅助运输系统布置要求）辅助运输系统布置要求（1）轨道运输系统布置要求。）轨道运输系统布置要求。（2）无轨胶轮车运输系统布置要求。）无轨胶轮车运
19、输系统布置要求。3）通风系统布置要求）通风系统布置要求4）排水系统布置要求）排水系统布置要求27PPT课件 高效综合机械化采煤成套装备技术高效综合机械化采煤成套装备技术一、高效综合机械化采煤成套装备技术一、高效综合机械化采煤成套装备技术 进入进入21世纪以来，以长壁高效综采为代表的世纪以来，以长壁高效综采为代表的煤炭井工开采技术取得前所未有的新进展。高效综煤炭井工开采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三方面：一是综采工作面生采发展主要体现在以下三方面：一是综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了“一矿一面一矿一面”年产数
20、百万吨煤炭的高产高效和集约年产数百万吨煤炭的高产高效和集约化生产模式；化生产模式；28PPT课件 二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高范围不断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大成功；成功；三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破，三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破，年生产能力已经达到年生产能力已经达到10 Mt，并实现了综采工作面，并实现了综采工作面生产过程自动化，大型综采矿井技术经济指标已经生产过程
21、自动化，大型综采矿井技术经济指标已经达到大型先进露天矿水平。达到大型先进露天矿水平。29PPT课件 （一）实现高产高效开采的主要技术途径（一）实现高产高效开采的主要技术途径 综采工作面成套装备是高产高效矿井的核心，综采工作面成套装备是高产高效矿井的核心，工作面参数的合理性、成套装备的可靠性及合理工作面参数的合理性、成套装备的可靠性及合理配套是实现矿井高效开采的关键因素。配套是实现矿井高效开采的关键因素。30PPT课件1、加大工作面的倾斜长度及开采长度、加大工作面的倾斜长度及开采长度 加大工作面的倾斜长度及开采长度不但可以提高加大工作面的倾斜长度及开采长度不但可以提高采区的回采率、降低巷道的掘进
22、量，还可以缔短采区的回采率、降低巷道的掘进量，还可以缔短综采工作面端头作业影响时间、减少综采工作面综采工作面端头作业影响时间、减少综采工作面的搬家次数，为矿井的高产高效开采提供前提条的搬家次数，为矿井的高产高效开采提供前提条件。从国内外厚煤层高产高效综采工作面情况看，件。从国内外厚煤层高产高效综采工作面情况看，工作面长度普遍达到工作面长度普遍达到225305 m，工作面推进长，工作面推进长度普遍在度普遍在2 500 m以上，最高达到以上，最高达到6 000 m。31PPT课件 2、加大采煤机的截深、加大采煤机的截深 国外高产高效综采工作面采煤机截深普遍达国外高产高效综采工作面采煤机截深普遍达到
23、到0.81.O m，个别达到，个别达到1.2 m。我国综采工。我国综采工作面经过几十年的发展，仍然大多采用作面经过几十年的发展，仍然大多采用0.6 m截深。近几年，随着高产高效工作面的发展，截深。近几年，随着高产高效工作面的发展，采煤机的截深逐渐加大到了采煤机的截深逐渐加大到了0.8-0.9 m，有效，有效提高了综采工作面单刀煤的产量。提高了综采工作面单刀煤的产量。32PPT课件 3、提高成套装备的可靠性、提高成套装备的可靠性 通过合理的设备选型和配套，在保证综通过合理的设备选型和配套，在保证综采成套装备设计制造质量的前提下，提高采成套装备设计制造质量的前提下，提高综采成套装备的可靠性，减少机
24、电事故，综采成套装备的可靠性，减少机电事故，提高综采面的开机率，是提高工作面单产提高综采面的开机率，是提高工作面单产的关键因素之一。的关键因素之一。33PPT课件 综采面采煤工艺设备指综采面采煤工艺设备指采煤机、刮板机采煤机、刮板机和液和液压支架压支架，称为称为“三机三机”。为了保证为了保证“三机三机”在工作面有限的空间内相互在工作面有限的空间内相互配合、协调运转、最大限度的发挥各自能力，并取配合、协调运转、最大限度的发挥各自能力，并取得最好的整体效果，必须认真分析地质条件，做好得最好的整体效果，必须认真分析地质条件，做好每一个设备的选型工作，并应保证所选各设备在空每一个设备的选型工作，并应保
25、证所选各设备在空间几何尺寸和生产能力等方面按一定要求配套。间几何尺寸和生产能力等方面按一定要求配套。34PPT课件 4、加快工作面的推进速度、加快工作面的推进速度 提高采煤机的牵引速度及工作面支架的推溜、移提高采煤机的牵引速度及工作面支架的推溜、移架速度，是提高工作面单产的最直接的措施。随着架速度，是提高工作面单产的最直接的措施。随着采煤机功率的不断提高，采煤机的牵引速度也越来采煤机功率的不断提高，采煤机的牵引速度也越来越快，经过近几年的发展，综采工作面采煤机的平越快，经过近几年的发展，综采工作面采煤机的平均牵引速度已经由以前的平均均牵引速度已经由以前的平均3 mmin提高到目前提高到目前的的
26、56 mmin，国外进的采煤机的牵引速度甚至，国外进的采煤机的牵引速度甚至达到了达到了29 mmin，配备电液控制系统液压支架，配备电液控制系统液压支架，大大加快了工作面的推进速度。大大加快了工作面的推进速度。35PPT课件 5、保证合理的工作面配套能力、保证合理的工作面配套能力 综采工作面设备配套能力是制约工作面产量综采工作面设备配套能力是制约工作面产量的重要因素之一，因此选择能力适当的工作面的重要因素之一，因此选择能力适当的工作面配套设备，保证将配套设备，保证将采采煤机割下的煤及时运出是煤机割下的煤及时运出是非常必要的。综采工作面设备生产能力应形成非常必要的。综采工作面设备生产能力应形成由
27、里向外的由里向外的“喇叭口喇叭口”状，设备生产能力应以状，设备生产能力应以1.11.2倍为基数逐渐增大。倍为基数逐渐增大。36PPT课件 6提高操作水平提高操作水平 通过加强技术管理和不断改进劳动组通过加强技术管理和不断改进劳动组织，提高操作能力，减少事故并不断提织，提高操作能力，减少事故并不断提高快速处理事故的水平，是提高工作面高快速处理事故的水平，是提高工作面产量的有力保证。产量的有力保证。37PPT课件 （二）主要设备选型及总体配套原则（二）主要设备选型及总体配套原则 目前，我国高产高效综采工作面设备的配套主要有下列三种类型：目前，我国高产高效综采工作面设备的配套主要有下列三种类型：(1
28、)采用国内研制的全套国产新型综采设备装备的综采工作面，采用国内研制的全套国产新型综采设备装备的综采工作面，年产年产300万万600万吨以上。万吨以上。(2)引进部分关键综采设备，如电牵引采煤机、重型刮板输送机引进部分关键综采设备，如电牵引采煤机、重型刮板输送机等，配以国产液压支架和大运量带式输送机装备的大功率综采工作等，配以国产液压支架和大运量带式输送机装备的大功率综采工作面，年产面，年产400万万800万吨以上。万吨以上。(3)全套引进国外大功率综采设备装备的综采工作面。全套引进国外大功率综采设备装备的综采工作面。38PPT课件 综合国内外高产高效工作面的特点，工作面主要设备的选型综合国内外
29、高产高效工作面的特点，工作面主要设备的选型应遵循下列原则：应遵循下列原则：(1)综采设备的选型。在注重设备高可靠性的同时，也应注综采设备的选型。在注重设备高可靠性的同时，也应注重设备的技术先进性。重设备的技术先进性。采煤机的发展趋势是以电牵引逐步取代液压牵引，向多电机、采煤机的发展趋势是以电牵引逐步取代液压牵引，向多电机、大功率、机电一体化方向发展，既提高了牵引速度和截深，大功率、机电一体化方向发展，既提高了牵引速度和截深，大幅度提高单产，又增强了运行可靠性，且操作简易、安全、大幅度提高单产，又增强了运行可靠性，且操作简易、安全、维修方便；刮板运输机向高可靠性、大功率方向发展，并栗维修方便；刮
30、板运输机向高可靠性、大功率方向发展，并栗用操作简便的交叉侧卸连接方式；液压支架朝高工作阻力、用操作简便的交叉侧卸连接方式；液压支架朝高工作阻力、掩护式液压支架发展，并配备电液控制系统。掩护式液压支架发展，并配备电液控制系统。39PPT课件(2)提高综采装备的配置。在保证各零部件生提高综采装备的配置。在保证各零部件生产质量的同时，更要注重外购件的质量。尽产质量的同时，更要注重外购件的质量。尽量选用国际上著名品牌且质量过关的产品，量选用国际上著名品牌且质量过关的产品，如：密封件、轴承、减速器、各类阀、控制如：密封件、轴承、减速器、各类阀、控制系统等。系统等。(3)综采成套装备必须满足高产、高效、高
31、综采成套装备必须满足高产、高效、高回收率的要求，各设备的生产能力要留有足回收率的要求，各设备的生产能力要留有足够的富裕系数。够的富裕系数。40PPT课件(4)各主要设备的技术性能不但要满足工作面设计各主要设备的技术性能不但要满足工作面设计年产量的要求，而且相互之间协调与配合应科学合年产量的要求，而且相互之间协调与配合应科学合理，使其发挥最佳的生产效能。理，使其发挥最佳的生产效能。(5)采煤机、运输机、转载机、可伸缩胶带输送机采煤机、运输机、转载机、可伸缩胶带输送机的生产能力必须逐渐递增，形成的生产能力必须逐渐递增，形成“喇叭口喇叭口”状，支状，支架的推进速度必须满足采煤机割煤速度的要求。架的推
32、进速度必须满足采煤机割煤速度的要求。(6)设计科学合理的端头支护是保证工作面快速推设计科学合理的端头支护是保证工作面快速推进的前提条件。进的前提条件。41PPT课件 （三）工作面工艺参数的确定三）工作面工艺参数的确定 1、采高的确定采高的确定 (1)一一次采全高工作面的采高一般应与煤层次采全高工作面的采高一般应与煤层厚度一致，以最大限度地提高回采率和煤质厚度一致，以最大限度地提高回采率和煤质为原则。特厚煤层分层开采时，根据煤层总为原则。特厚煤层分层开采时，根据煤层总厚度合理分层。厚度合理分层。(2)放顶煤开采工作面机采高度的确定应根放顶煤开采工作面机采高度的确定应根据具体条件，考虑合理采放比和
33、设备投入等据具体条件，考虑合理采放比和设备投入等因素。因素。42PPT课件 放顶煤工作面的出煤量由采煤机割煤和放顶放顶煤工作面的出煤量由采煤机割煤和放顶煤两部分组成，适当增加割煤高度，可以提高煤炭煤两部分组成，适当增加割煤高度，可以提高煤炭回收率，并且有利于特厚顶煤的放出。带来的后果回收率，并且有利于特厚顶煤的放出。带来的后果是矿山压力显现加剧，工作面片帮冒顶现象严重，是矿山压力显现加剧，工作面片帮冒顶现象严重，可能影响工作面的正常生产。同时，合理的割煤高可能影响工作面的正常生产。同时，合理的割煤高度还要考虑通风和工作面风速的限制。国内放顶煤度还要考虑通风和工作面风速的限制。国内放顶煤开采的割
34、煤高度基本保持在开采的割煤高度基本保持在2.33.2 m。同时，在。同时，在确定割煤高度时，还必须根据煤层厚度保证采放比确定割煤高度时，还必须根据煤层厚度保证采放比处于一个合理的范围之内。处于一个合理的范围之内。43PPT课件 2、作面循环进度的确定、作面循环进度的确定 一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶煤开采工作面的循环进度考虑采煤机截深和放煤步距。煤开采工作面的循环进度考虑采煤机截深和放煤步距。(1)采煤机截深。截深的确定首先是根据工作面整体生产能力采煤机截深。截深的确定首先是根据工作面整体生产能力进行考虑，综合机械化开
35、采初期，工作面截深均选用进行考虑，综合机械化开采初期，工作面截深均选用0.6 m标准标准截深，随着技术的进步，工作面装备能力的加大提供了采煤机截深，随着技术的进步，工作面装备能力的加大提供了采煤机足够的截割功率和输送机足够的输送能力，巷道支护技术的提足够的截割功率和输送机足够的输送能力，巷道支护技术的提高保证了大断面巷道的掘进和维护，给工作面加大截深提供了高保证了大断面巷道的掘进和维护，给工作面加大截深提供了有力的技术支持，有力的技术支持，近年来，高产高效矿井能够普遍采用近年来，高产高效矿井能够普遍采用0.8 m和和1Om截深，有力保证了矿井生产能力的提高。截深，有力保证了矿井生产能力的提高。
36、44PPT课件 实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考虑因素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质（硬度、节虑因素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质（硬度、节理层理发育程度）、煤层的瓦斯含量等。理层理发育程度）、煤层的瓦斯含量等。其次要考虑工作面设备能力：截深的加大是伴随着采煤机截其次要考虑工作面设备能力：截深的加大是伴随着采煤机截割功率的增加实现的，同时对采煤机截齿、截割部受力、整体割功率的增加实现的，同时对采煤机截齿、截割部受力、整体结构等因素有关，采煤机的能力增加一方面体现在截割功率的结构等因素有关，采煤机的能力增
37、加一方面体现在截割功率的增加，另一方面体现在牵引速度的增加；同时截深的选取还应增加，另一方面体现在牵引速度的增加；同时截深的选取还应考虑支架的支护强度和防护能力以及输送机的运输能力。考虑支架的支护强度和防护能力以及输送机的运输能力。45PPT课件 采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大小，而且对于综采放顶煤工作面还要考虑小，而且对于综采放顶煤工作面还要考虑与放煤步距的协与放煤步距的协调调统一。放顶煤工作面实统一。放顶煤工作面实践证明合理的放煤步距为践证明合理的放煤步距为Im左右。即采煤左右。即采煤机截深为机截深为0.6 m时采用两刀一放，采煤机时采用两刀一放，
38、采煤机截深为截深为0.8 m和和1.0 m时采用一刀一放。时采用一刀一放。46PPT课件 (2)放煤步距。合理的放煤步距是提高放煤步距。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。回采率、降低含矸率的重要因素。放煤放煤步距应该满足两个条件，一是与支架放步距应该满足两个条件，一是与支架放煤口的纵向尺寸的水平投影一致，二是煤口的纵向尺寸的水平投影一致，二是与采煤机截深成整数倍关系。与采煤机截深成整数倍关系。47PPT课件 （四）工作面生产能力四）工作面生产能力 工作面的生产能力与采煤机截深、牵引速度工作面的生产能力与采煤机截深、牵引速度及设备开机率有关。国产综采工作面装备经过及设备开机率有关
39、。国产综采工作面装备经过近十几年的发展，技术水平及可靠性得到了很近十几年的发展，技术水平及可靠性得到了很大的提高，采煤机的牵引速度可以达到大的提高，采煤机的牵引速度可以达到68 mmin。48PPT课件 二、滚筒式采煤机技术发展趋势二、滚筒式采煤机技术发展趋势 经过我国采煤机械科研、制造业和煤炭生产企经过我国采煤机械科研、制造业和煤炭生产企业一线人员近业一线人员近20年的共同努力，目前我国采煤机年的共同努力，目前我国采煤机械技术水平与国外距离逐渐缩小，除了采煤机械械技术水平与国外距离逐渐缩小，除了采煤机械高端产品，我国采煤机械的中低端产品已经能够高端产品，我国采煤机械的中低端产品已经能够满足国
40、内市场需求，个别产品已经实现了出口。满足国内市场需求，个别产品已经实现了出口。49PPT课件50PPT课件51PPT课件 近几年来，在高新技术牵动下，高效综采装备的研近几年来，在高新技术牵动下，高效综采装备的研制开发取得了重大进展。纵观以上国内外采煤机技制开发取得了重大进展。纵观以上国内外采煤机技术现状，采煤机主要技术特征：大功率、电牵引、术现状，采煤机主要技术特征：大功率、电牵引、高效可靠、安全环保、自动化、智能网络化。高效可靠、安全环保、自动化、智能网络化。52PPT课件 （一）提升牵引速度和加大装机功率是增产提效的必要手段（一）提升牵引速度和加大装机功率是增产提效的必要手段在煤炭生产企业
41、努力实施增产提效的目标下，采煤机生产能在煤炭生产企业努力实施增产提效的目标下，采煤机生产能力是提高综采工作面的产量的决定因素之一。目前无论是厚力是提高综采工作面的产量的决定因素之一。目前无论是厚煤层开采，还是薄煤层开采，增产提效是一个永恒的话题。煤层开采，还是薄煤层开采，增产提效是一个永恒的话题。对于大采高采煤工艺而言，提高产量的直接而有效的办法对于大采高采煤工艺而言，提高产量的直接而有效的办法就是提高采煤机有效的采煤时间。在长壁回采工作面设计长就是提高采煤机有效的采煤时间。在长壁回采工作面设计长度逐渐增加的趋势下，提升采煤机牵引速度和加大总装机功度逐渐增加的趋势下，提升采煤机牵引速度和加大总
42、装机功率是一种最有效的手段。即截割功率大，滚筒转数低，牵引率是一种最有效的手段。即截割功率大，滚筒转数低，牵引速度高，窄截深切割。速度高，窄截深切割。53PPT课件采用这种技术一方面采用这种技术一方面可可提高采煤机产量和块煤率。另提高采煤机产量和块煤率。另一方面，采用窄截深斜切进刀法，缩短输送机弯曲段一方面，采用窄截深斜切进刀法，缩短输送机弯曲段溜槽长度和采煤机进刀周期，由此提升溜槽长度和采煤机进刀周期，由此提升了了在一个长壁在一个长壁作面回采周期内的采煤机有效采煤时间。作面回采周期内的采煤机有效采煤时间。对于薄煤层采煤工艺而言，因薄煤层地质构造复杂，对于薄煤层采煤工艺而言，因薄煤层地质构造复
43、杂，加大装机功率和加大截割深度，可以直接提升薄煤层加大装机功率和加大截割深度，可以直接提升薄煤层采煤机的过断层能力和开采能力，从采煤机的过断层能力和开采能力，从而而提升薄煤层回提升薄煤层回采工作面的产量和效率。采工作面的产量和效率。54PPT课件 （二）二）1 140 V电压等级的多形态电牵引技术电压等级的多形态电牵引技术 从日前发展的三种电磁滑差调速、交流变频调从日前发展的三种电磁滑差调速、交流变频调速和速和开开关磁阻调速等三种主要电牵引技术分析，关磁阻调速等三种主要电牵引技术分析，为了满足我国未来高效集约化煤炭为了满足我国未来高效集约化煤炭生生产的要求，产的要求，电牵引技术将在上述的三种调
44、速技术的基础上进电牵引技术将在上述的三种调速技术的基础上进一步向中高电压发展。发展一步向中高电压发展。发展1 140 V电压等级的电电压等级的电牵引技术，不仅可以简化采煤机牵引的电力拖动牵引技术，不仅可以简化采煤机牵引的电力拖动系统的绪构，而且进一步提升采煤机的牵引功率系统的绪构，而且进一步提升采煤机的牵引功率和牵引力，尤其在薄煤层采煤机整机结构的优化。和牵引力，尤其在薄煤层采煤机整机结构的优化。55PPT课件 （三）高电压的采煤机供电系统（三）高电压的采煤机供电系统 随着采煤机总装机功率的加大，电动机直径和随着采煤机总装机功率的加大，电动机直径和供电电缆直径在采煤机总体设计中逐渐成为一个供电
45、电缆直径在采煤机总体设计中逐渐成为一个主要问题。目前大采高电牵引采煤机总装机功率主要问题。目前大采高电牵引采煤机总装机功率达到了达到了2000 kW以上薄煤层采煤机的总装机功以上薄煤层采煤机的总装机功率也达到了率也达到了550 kW以上，因此，提升工作面的以上，因此，提升工作面的供电电压是必然趋势。供电电压是必然趋势。56PPT课件 （四）大截齿的高强度块煤截割机构四）大截齿的高强度块煤截割机构 目前我国螺旋滚筒的设计能力已有飞速的发展，目前我国螺旋滚筒的设计能力已有飞速的发展，接近了国际同行业的技术水平，但是由于元部件接近了国际同行业的技术水平，但是由于元部件的制造工艺不成熟和稳定性差，国产
46、强力镐型螺的制造工艺不成熟和稳定性差，国产强力镐型螺旋滚筒的使用寿命（过煤量）仅为旋滚筒的使用寿命（过煤量）仅为120150万吨万吨（截割硬质煤体）或（截割硬质煤体）或250万吨（截割软质煤体），万吨（截割软质煤体），而国外的螺旋滚筒使用寿命在截割硬质煤体时已而国外的螺旋滚筒使用寿命在截割硬质煤体时已达到了达到了200250万吨。万吨。57PPT课件 其差距主要表现在镐型截齿刀头脱落。齿座的定位孔间隙其差距主要表现在镐型截齿刀头脱落。齿座的定位孔间隙变大引起截齿丢失及螺旋叶片磨损。这些失效直接引起采变大引起截齿丢失及螺旋叶片磨损。这些失效直接引起采煤机工况的恶化，加剧对截割的煤体或岩体对采煤机
47、传动煤机工况的恶化，加剧对截割的煤体或岩体对采煤机传动系统的冲击。这样不仅降低了螺旋滚筒的使用寿命，也降系统的冲击。这样不仅降低了螺旋滚筒的使用寿命，也降低了采煤机的开采效率。低了采煤机的开采效率。随着采煤机功率的增加和生产能力的提高，采煤机工随着采煤机功率的增加和生产能力的提高，采煤机工作机构作机构滚筒载荷也将提升。为了提高采煤机的破煤效滚筒载荷也将提升。为了提高采煤机的破煤效率和块煤率，发展大截齿技术足有效提高滚筒的过煤能力率和块煤率，发展大截齿技术足有效提高滚筒的过煤能力的发展。的发展。58PPT课件 （五）基于记忆截割的采煤机自适应控制系统五）基于记忆截割的采煤机自适应控制系统 随着高
48、产高效采煤工作面的发展，为了提高采随着高产高效采煤工作面的发展，为了提高采煤工作面开采效率、煤质质量控制和采煤作业的安煤工作面开采效率、煤质质量控制和采煤作业的安全性，从而要求采煤机滚筒的开采高度进行自动控全性，从而要求采煤机滚筒的开采高度进行自动控制。采煤机自动调高技术研究已有半个世纪的历史，制。采煤机自动调高技术研究已有半个世纪的历史，经历了红外线测试技术、振动测试技术和记忆截割经历了红外线测试技术、振动测试技术和记忆截割技术的试验和实践，目前我国引进的国外采煤机主技术的试验和实践，目前我国引进的国外采煤机主要采用基于记忆截割技术的采煤机自动调高控制。要采用基于记忆截割技术的采煤机自动调高
49、控制。59PPT课件 长期以来我国在该技术一直处在这些技术的比较分析长期以来我国在该技术一直处在这些技术的比较分析研究阶段。我国是一个煤炭生产大国，提高煤炭开采研究阶段。我国是一个煤炭生产大国，提高煤炭开采效率和提升作业安全是煤炭机械行业的两大任务，采效率和提升作业安全是煤炭机械行业的两大任务，采煤机开采自适应控制技术也是采煤机械技术发展的趋煤机开采自适应控制技术也是采煤机械技术发展的趋势。势。采煤机自适应控制技术是实现我国无人化综采工作采煤机自适应控制技术是实现我国无人化综采工作面的关键技术，记忆截割技术又是该技术的突破口面的关键技术，记忆截割技术又是该技术的突破口。60PPT课件 三、液压
50、支架技术发展现状及发展趋势三、液压支架技术发展现状及发展趋势 近几年来，煤炭工业的全面发展，带动煤机制造业蓬勃发展，近几年来，煤炭工业的全面发展，带动煤机制造业蓬勃发展，使液压支架年产量达到使液压支架年产量达到3万架左右。我国液压支架品种之多、万架左右。我国液压支架品种之多、产量之大、适用条件之复杂均堪称世界之最。产量之大、适用条件之复杂均堪称世界之最。61PPT课件 62PPT课件掩护式掩护式支撑掩护式支撑掩护式63PPT课件 按架式型结构分类按架式型结构分类掩护式支架掩护式支架支撑掩护式支架支撑掩护式支架支撑式支架支撑式支架ZY2800/09/21液压支架液压支架1、支撑式支架顶梁、支撑式
