綜合機械化采煤技術交流2013年2月

綜采工作面成套設備一、采煤方法簡述二、綜采工作面成套設備組成三、綜采工作面配套簡介四、工作面的正常工作狀態五、工作面的非正常工作狀態六、工作面用乳化液七、綜采設備的發展趨勢

第一章、采煤方法簡述

“十二五”期間，國家將重點推進煤炭企業戰略性重組，以市場為導向，以產權為紐帶，通過兼并、重組、聯合、參股等形式，組建一批跨地區、跨行業、跨所有制的大型煤炭企業集團。各產煤省都加大了對地方礦的改造力度，通過兼并、重組、聯合、參股等形式，建設高產高效安全生產礦井，而綜合機械化開采是礦井實現高產高效的重要手段，是當今世界先進采煤國家的主導開采技術和方向。煤炭開采分為露天開采和井工開采，而露天開采受采剝比的影響和環境保護的限制，我國只在幾個地區（平朔、準格爾等煤層覆層潛和無人煙地區）實施，大部煤炭開采采取井工開采。

第一章、采煤方法簡述

世界井工開采主要采取走向長壁采煤后退式采煤方法，我國走向長壁采煤后退式采煤方法發展歷程炮采-普采-高檔普采（炮采機裝）-綜采-高產高效自動綜合機械化。

第一節、炮采簡述

炮采采煤工藝主要是通過人工打眼、放炮落煤、人工裝煤和推溜，小型刮板機運煤，支護方式采用金屬摩擦支柱或單體液壓支柱和鉸接頂梁支護。

第二節、普采簡述

普采采煤工藝主要是采用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，而推溜、運煤、頂板支護頂板支護采用單體液壓支柱和鉸接頂梁支護。

第二節、普采簡述

第三節、高檔普采簡述高檔普采采煤工藝主要是采用采煤機械同時完成落煤和裝煤工序，千斤頂推溜，小型刮板機運煤，頂板支護采用單體液壓支柱和鉸接頂梁支護。

第三節、高檔普采簡述

第四節、炮采機裝簡述炮采機裝采煤工藝主要是通過人工打眼、放炮落煤、中小型刮板機運煤，液壓支架完成頂板支護和推溜。

綜采是將落煤、裝煤、推溜、運煤、移架、支護等主要生產工序全部機械化。無論從工人勞動強度、安全生產、資源回采率，還是全員生產率、礦井生產能力來說，綜合機械化開采具有無可比擬的優勢，是目前最先進的采煤工藝。我國的高產高效礦井建設，是在發展綜合機械化采煤技術的基礎上發展起來的。綜合機械化采煤不僅產量大、效率高、成本低，而且能減輕工人體力勞動，改善作業環境，確保安全生產。綜合機械化采煤工作面的高產高效及集約化生產是我國煤炭工業的發展方向，是提高煤炭生產效率和企業經濟效益的重要手段。第五節、綜采簡述

第五節、綜采簡述二、綜采工作面成套設備組成

單采綜采工作面設備動力列車皮帶機二、綜采工作面成套設備組成

綜放工作面

第二章、綜采工作面成套設備組成及選型礦井要實現綜合機械化采煤，必須配備成套設備，特別要把工作面“三機”（采煤機、液壓支架、刮板輸送機）選型配套好。否則，設備選型及配套不合理，影響各單機性能的發揮，勢必造成綜采設備開機率的降低，綜采生產無法正常進行。綜采設備是根據礦井采區設計和采煤工藝要求進行配套選型，其目的在于使成套設備性能與采煤工藝間相互適應，使綜采成套設備與礦井地質條件、生產能力相適應。綜采設備總體配套同時是各單機設計的依據，要解決成套設備各單機間的能力相互匹配和空間幾何關系的配套，并對各單機技術性能、結構形式提出要求，是綜采設備整體性能好壞的關鍵。

第一節、綜采工作面產能確定第二章、綜采工作面成套設備組成及選型一、根據煤層厚度確定采高范圍二、根據采場和斷層構造確定工作面的采長和走向長度。三、根據瓦斯含量確定巷道通風斷面。四、根據頂底板的情況確定巷道沿頂掘進或沿底掘進。五、根據以上地質情況確定工作面的預期產能。

影響綜采工作面設備選型的地質因素（a）煤層厚度：（b）煤層傾角（c）頂板穩定性（d）底板穩定性（e）煤質硬度（f）煤層瓦斯含量第二節、綜采工作面成套設備選型

綜采設備包含有：

采煤機械（采煤機、刨煤機、）液壓支架（中間支架、過渡支架、端頭支架、超前支架）運輸設備（刮板輸送機和轉載機、破碎機、皮帶自移機尾、轉載機自移裝置及順槽可伸縮皮帶機）設備動力列車（包括移動變電站、組合開關、乳化液泵、噴霧泵等）通訊系統和綜合保護系統

自動化綜采還抱括電液控系統、遠程監測監控系統第二節、綜采工作面成套設備選型

第二節、綜采工作面成套設備選型

綜采工作面設備布置圖巷道超前支架巷道超前支架端頭支架端頭支架過渡支架排頭支架過渡支架排頭支架工作面支架第二節、綜采工作面成套設備選型轉載運輸機刮板運輸機皮帶運輸機采煤機

第三節、綜采工作面成套設備選型原則綜采工作面設備配套原則（a）綜采工作面“三機”幾何尺寸相配套橫斷面幾何配套尺寸反應設備間相互配套關系，下圖所示為一次采全高綜采工作面“三機”橫斷面配套方案，其中需引起重視的性能參數為梁端距A（根據采高、頂板穩定性決定）、鏟間距D（影響采機裝煤效果）、過煤空間E（影響煤炭運輸）、過機空間C、人行通道空間、采煤機與刮板機行走方向間隙、采煤機牽引部和刮板輸送機牽引銷軌等。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則綜采工作面三機配套尺寸關系A梁端距B截深C過機間隙D鏟間距E過煤間隙

第三節、綜采工作面成套設備選型原則綜采工作面設備配套原則

（b）綜采工作面設備性能配套采煤機底托架、牽引部、行走滑靴與刮板輸送機相配套。刮板機和采煤機配套后保證割透工作面兩端頭三角煤。支架的移架速度應和采煤機牽引速度相匹配。采煤機截深應與液壓支架的推移步距相適應。刮板機中部槽長度與支架中心距相一致。運輸能力相配套，既采煤機割煤能力Qc≤刮板輸送機輸送能力Qs≤橋式轉載機的轉載能力Qz≤破碎機的通過能力Qp≤順槽皮帶機輸送能力Qd

第三節、綜采工作面成套設備選型原則

采煤機是采煤工作面綜合機械化設備，完成截煤、落煤、裝煤作業。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則(1)采煤機能適合的煤層地質條件,其主要參數(采高、截深、功率、牽引方式)的選取要合理,并有較大的適用范圍。

(2)采煤機應滿足工作面開采生產能力的要求,其生產能力要大于工作面設計能力。

(3)采煤機的技術性能良好,工作可靠,具有較完善的各種保護功能,便于使用和維護。采煤機的實際生產能力、采高、截深、截割速度、牽引速度、牽引力和功率等參數在選型時必須確定。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則采煤機截割功率計算按采煤機單位能耗計算采煤機功率為：N=60kb?B?Hg?Vmax?Hw式中：N――采煤機截割功率kb――備用系數，取1.3；Hw――采煤機割煤單位能耗，取Hw=0.55kW?h/m3。生產率理論生產率的計算公式為：Qt=60HBvqρt/h其中H――工作面平均截割高度，m；

B――截深，m；

Vq――采煤機截割時的最大牽引速度，m/min；

ρ――煤的實體密度，ρ=1.3~1.4t/m3一般取1.35t/m3

第三節、綜采工作面成套設備選型原則液壓支架作為一種支護設備用來管理采面圍巖，正確選用液壓支架的架型對提高綜采工作面的各項指標，充分發揮綜采設備的效能影響很大。對于液壓支架來說，從技術上應首先能使支護阻力及支護強度與工作面的礦壓相適應，然后再考慮支架結構與煤層賦存條件相適應，支護斷面與通風要求相適應，以及三機配套的關系、生產安全的保證、工作面推進的速度、設備初期投資等因素。因此，正確進行液壓支架的選型和結構設計，都必須深入研究礦壓與支架的相互作用關系。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則液壓支架的選型就是要確定支架類型、工作阻力、支護強度以及支架的結構參數。選型依據為地質條件（礦山壓力、煤層條件、頂底板條件水文地質條件回采工藝及工作面參數工作面產量要求、礦井運輸條件操作人員的使用習慣等。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則支架工作工作阻力的計算工作阻力：R=P×S頂/ηR——支架支護頂板所需工作阻力；S頂——支架控頂面積；P——支架支撐頂板所需的支護強度。η——支架支撐效率支架常用支護強度的計算方法：

（1）采高倍數容重法（2）頂底板分類估算法（3）巖梁位態方程法（4）回歸公式法

第三節、綜采工作面成套設備選型原則液壓支架的結構形式正朝著簡單實用方向發展，多采用整體頂梁掩護式液壓支架。液壓支架的結構設計更加合理，鋼材選用趨向于高強度鋼材的使用，減輕了支架的相對重量，加載試驗循環次數向國外高標準看齊，大大增加了支架的使用壽命。液壓支架支護范圍逐步增大,目前支撐高度已增加到7～7.3米。液壓支架的額定寬度（即兩架中心距），已由1.25、1.5m增加到1.75m,正向2m發展，寬度增加，主要解決液壓支架支撐高度增加和工作阻力和穩定性問題，以預防支架傾倒，同時可以加快移架速度，滿足采煤機牽引速度要求，還可以減少電液控制裝置的數量，降低工作面設備造價。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則電液控制系統正廣泛應用到高產高效液壓支架上和薄煤層支架，支架的供液系統，正向高壓、大流量方向發展，大大提高了移架速度，同時降低了工人勞動強度。與采煤機和輸送機的自動控制系統配合聯動，實現完全自動化無人工作面，特別是薄煤層工作面意義重大。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則

刮板輸送機是一種輸送松散物料的連續動作式輸送機，它是靠裝在圓環鏈上的刮板在溜槽中的運動推動物料前進而實現物料輸送的。刮板輸送機是一種以撓性體作為牽引機構的連續動作式運輸機械。刮板輸送機的牽引機構是繞經機頭鏈輪和機尾鏈輪進行循環運動的閉合的刮板鏈；它的承載機構是溜槽。動力經電動機-（液力偶合器）-減速器，帶動鏈輪驅動刮板鏈連續運行，將裝在溜槽上的煤炭運送到機頭處卸載。

第三節、綜采工作面成套設備選型原則

(1)刮板輸送機的輸送能力應大于采煤機的最大生產能力并有一定備用能力，一般取1.2倍。

(2)應優先選用雙電機機頭驅動方式。

(3)應滿足采煤機的配套要求、在選型時要確定的刮板輸送機的參數主要包括輸送能力、電機功率和刮板鏈強度等。電機功率主要根據工作面傾角、鋪設長度及輸送量的大小等條件確定。刮板鏈的強度應按惡劣工況和滿載工況進行驗算。刮板運輸機平均功率Np=0.6×（Nmax2+NmaxNx+Nx2）1/2Nmax滿載功率

Nx空載功率

第三章、綜采工作面配套簡介工作面三機性能指標（1）合理的采高范圍（最大滿足每層賦存要求）（2）合理的安全通道（符合煤安要求）（3）合理的通風斷面（符合煤安要求）行人空間、通風斷面合理的采高范圍

第三章、綜采工作面配套簡介工作面三機性能指標（4）合理的空頂距及梁端距（5）合理的過煤高度及過機高度（6）合理的鏟間距（7）合理的運動部件的相對間隙合理的鏟間距合理的空頂距及梁端距合理的過煤高度合理的過機高度

順槽三機性能指標（1）皮帶機與設備列車的配套關系和安全間隙。（2）轉載機與皮帶機的搭接關系（直接搭接、馬蹄爾）第三章、綜采工作面配套簡介

順槽三機性能指標（3）轉載機與刮板輸送機的搭接關系（4）端頭架與轉載機、刮板機的配套關系（5）轉載機與超前支架的配套關系第三章、綜采工作面配套簡介

第三章、綜采工作面配套簡介巷道超前支架端頭支架過渡支架排頭支架

放頂煤綜采工作面幾種典型開采方式：第三章、綜采工作面配套簡介一次采全高綜采工作面第三章、綜采工作面配套簡介

第三章、綜采工作面配套簡介

薄煤層綜采工作面第三章、綜采工作面配套簡介

分層鋪網工作面第三章、綜采工作面配套簡介

第三章、綜采工作面配套簡介

刨煤機配套設備第三章、綜采工作面配套簡介

第三章、綜采工作面配套簡介大傾角工作面配套設備防倒裝置布置方式：平拉式防倒；斜拉式防倒。

大傾角工作面配套設備的防倒防滑第三章、綜采工作面配套簡介防滑組成：底座前后調架防滑；底調裝置；

運輸機防滑（硬連接或軟連接）

第三章、綜采工作面配套簡介

第四章、工作面的正常工作狀態（1）工作面三平一直，三平指底板平整、頂板平整、煤壁平整；一直指拉架后頂梁前端平齊，刮板機兩個傳動部平行。（2）支架沒有歪斜和不接頂情況，杜絕工作面支架咬架，保證支架頂板平整接頂。（3）對有傾角的工作面必須保證機頭處3~5架與工作面的頂底板垂直并不下滑。（4）支架的推移機構與刮板機連接應正確和可靠。（5）采煤機啟動時盡量避免滾筒帶載啟動，采煤機左右行走靈活可靠、內外噴霧正常工作、截齒齊全、搖臂升降正常、工作面有傾角時采煤機的防滑可靠、采煤機行走輪與銷排嚙合正常，無跳齒和掃齒現象。

第四章、工作面的正常工作狀態（6）采煤機過橋底檔與刮板鏈無刮卡現象（7）刮板機啟動正常（8）刮板機與轉載機的搭接合理，無或少回頭煤（9）刮板鏈的松緊合理，螺栓無松動，不發生跳鏈現象（10）銷排連接緊固可靠（11）推溜過程中無漂溜現象和扎底現象（12）無漂鏈現象（13）兩頭過三角煤時采煤機搖臂、電機與刮板機的過渡槽、機頭架無刮卡現象（14）轉載機與皮帶機搭接合理，卸料應居中，皮帶機無跑偏（15）檢測監控系統有效

第五章、工作面的非正常工作狀態（1）工作面設備上竄下滑

解決方案：如果設備上竄，機尾加快推進度進行調整。如果設備下滑，機頭加快推進度進行調整。（2）過斷層時或傾角較大時發生支架接不了頂或倒架、咬架

解決方案：按照過斷層、空巷、頂板破碎帶時的有關安全技術措施進行及時護頂或預先支護，盡量縮短頂板暴露時間及縮小頂板暴露面積。采用“帶壓擦頂移架”，即同時打開降柱和移架手把，及時調整降柱手把，支架移動動后停止降柱，移架到規定步距后立即升柱。

第五章、工作面的非正常工作狀態（3）冒頂片幫

解決方案：（a）主頂梁前端頂板破碎局部冒頂時，將頂梁用木料剎頂，再升柱使其嚴密接頂（必要時采取注粘結劑使頂板固化）。（b）當采高2．5m以上煤壁可能片幫時，支架應及時移架及時護頂，防止偽頂或直接頂離層，并有效的使用好護幫板，以防止煤壁片幫造成大面積冒頂。

第五章、工作面的非正常工作狀態

第五章、工作面的非正常工作狀態（４）支架扎底

解決方案：通過操縱抬底千斤頂可有效解決底座前端下陷扎底引起的推溜移架困難，實現順利移架；若無抬底千斤頂，需在支架底座前端下方加墊坑木。

第五章、工作面的非正常工作狀態（4）采煤機割頂梁割鏟板

解決方案：根據仰采具體情況合理減小一次仰采角度，順序過渡，推溜到位，避免采煤機割頂梁。根據俯采具體情況，一次推移，合理過渡，控制俯采角度，避免采煤機割鏟板。運輸機盡量減小彎曲。（5）采煤機開三角煤不順暢或采不透

解決方案：機頭機尾向工作面內竄動過大；在機頭（尾）割煤時機頭機尾向老塘側偏移。（6）遇到斷層

解決方案：

如果斷層落差大于工作面采高時，提前做好割頂或割底煤準備，使工作面做好平滑過渡。

不要產生過大落差，導致支架倒架或咬架。

第五章、工作面的非正常工作狀態（8）刮板機啟動困難

解決方案：檢查供電系統電壓；檢查機頭機尾啟動的順序和時間間隔；檢查采煤機機身處有無刮卡；檢查下鏈道是否堵塞；檢查溜槽上方是否存留大面積堆積煤；根據檢查結果做相應處理。（9）刮板機刮板歪斜

解決方案：檢查鏈條的伸長量，如伸長量過大超過標準，及時更換鏈條；檢查接鏈環是否變形，如果變形，更換接鏈環；檢查刮板的固定螺栓松緊度，如果較松，緊固螺栓。（10）刮板機漂鏈

解決方案：檢查槽幫上沿有無損壞的缺口或錯口過大的地方，更換溜槽和安上啞鈴或大環使之處于正常狀態。檢查刮板的磨損情況，如果磨短大于20mm，更換刮板。

第五章、工作面的非正常工作狀態（11）刮板機跳鏈解決方案：正常運轉時檢查圓環鏈張緊度，機頭刮板鏈下垂兩個環為正常，下垂量大于兩環需要緊鏈。鏈條過緊導致啃鏈現象，此時要減兩環。（12）刮板機拉回頭煤解決方案：查看轉載機與刮板機的位置（垂直高度、卸載高度和卸載距離）一般情況下卸載高度轉載機的槽幫與刮板機機頭下沿要有兩個刮板的空間。如果小于兩個刮板的空間，需要進行調整。（13）轉載機與皮帶機的搭接不合理：（a）轉載機中心與皮帶機中心有偏差（b）轉載機與皮帶機運輸方向不平行。解決方案：（a）皮帶機在卸料點進行皮帶引導，使貨載順利引導到皮帶機運輸中心上。（b）使轉載機與皮帶機盡量控制在一個平行線上。

第五章、工作面的非正常工作狀態（14）皮帶機跑偏：（a）貨物卸載偏載導致皮帶機跑偏（b）皮帶機機尾與皮帶機不平行導致皮帶機跑偏。解決方案：（a）采取措施使轉載機物料卸載到皮帶機運輸中心，輔助調整皮帶機托輥使皮回歸正常工作，（b）調整皮帶機與轉載機的相對位置，使轉載機合理卸料。59第一節、乳化液的組成1、乳化液：作為液壓支架傳遞液壓能、潤滑和防銹的工作介質。1.1、組成：5％的乳化油和95％水組成。1.1.1、乳化油主要成分:基礎油、乳化劑、防銹劑和其他添加劑（耦合劑、防霉劑抗泡劑等）。主要成分基礎油增加乳化液的潤滑作用，常用5號和7號高速機械油。乳化劑能夠促使不同液體相溶，還有清洗、滲透和潤滑作用。防銹劑用于防止與乳化液接觸的金屬表面不受腐蝕。1.1.2、水：水的質量十分重要，它不僅直接影響到乳化液的穩定性、防腐性和起泡性也關系到支架的過濾器的效率和使用壽命。第六章、工作面用乳化液601.1.2.1、對水質的要求：a、不含有機械雜質和懸浮物。b、pH值在6~9范圍最適宜。c、氯離子的含量不應高于200mg/L。d、硫酸根離子的含量不應高于400mg/L。第二節、乳化液的配制和使用（1）配液后，應嚴格檢驗配油濃度是否達到5％的規定要求。（2）工作過程中如發現乳化液大量分油、析皂、變色、發臭或不乳化等異常現象，必須立即更換新液，然后查明原因。（3）泵站乳化液箱可備有足夠量的副液箱，以備存儲大量回液和清洗液。第六章、工作面用乳化液61（4）杜絕乳化液隨意放泄，保持環境衛生，以防污染。（5）應采用同一牌號，同一廠生產的乳化油，如果兩者牌號的乳化油混用，