陕煤黄陵矿业公司智能化综采工作面管理标准

1、175/176受控标识：Q/HLKY-YKJD编 号：Q/HLKY-YKJDFSC-01-2020陕西陕煤黄陵矿业有限公司机电管理标准智能化无人开采技术分手册依据GB50215-2005/AQ 1049-2008（A/0版）审核： 批准： 2020-3-1 发布 2020-3-1 实施陕西陕煤黄陵矿业有限公司 发布智能化无人开采技术分手册目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc413014367 1 范围 PAGEREF _Toc413014367 h 6 HYPERLINK l _Toc413014368 2 规范性引用文件 PAGEREF _Toc413014

2、368 h 7 HYPERLINK l _Toc413014369 3 术语及缩略语 PAGEREF _Toc413014369 h 9 HYPERLINK l _Toc413014370 4 智能化无人综采工作面的设计标准 PAGEREF _Toc413014370 h 12 HYPERLINK l _Toc413014371 5 智能化无人综采工作面自动化功能标准 PAGEREF _Toc413014371 h 87 HYPERLINK l _Toc413014372 6 智能化工作面安装、验收及回撤标准 PAGEREF _Toc413014372 h 95 HYPERLINK l _To

3、c413014373 7 智能化工作面操作流程标准 PAGEREF _Toc413014373 h 121 HYPERLINK l _Toc413014374 8 智能化工作面管理标准 PAGEREF _Toc413014374 h 144 HYPERLINK l _Toc413014375 9 智能化工作面日常维护管理标准 PAGEREF _Toc413014375 h 15901 发布令机电管理智能化无人开采技术分手册根据GB50215-2005/AQ 1049-2008安全生产标准，结合陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿机电管理工作实际编制。经管理者代表审核，公司组织相关技术管理部门评审，

4、现予批准发布，于2020年3月1日发布，2020年3月1日起实施。本手册描述了黄陵矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术管理方面的基本目标、要求，以及在项目建设和使用过程中的执行标准，目的在于全面提升智能化无人开采技术的实际应用效果，降低职工劳动强度，并将职工从危险的作业场所解放出来。公司矿井所有职能部门、基层单位和作业人员必须认真学习，切实贯彻执行，保证黄陵矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术再上新台阶。本手册自发布之日起生效。 矿 长： 批准日期：2020年3月1日02 授权书为加强黄陵矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术管理体系的领导，确保智能化无人开采技术管理体系的有效运行，规范公司智能化无人

5、开采技术的内部管理，根据GB50215-2005/AQ 1049-2008安全生产标准的相关要求，特作以下授权：黄陵矿业公司一号煤矿机电矿长同志为公司智能化无人开采技术管理体系管理者代表，其原有工作职责不变，同时全面行驶有关智能化无人开采技术管理的以下职权：1、确保智能化无人开采技术管理体系所需过程得到建立、实施和保持；2、向公司及最高管理者报告智能化无人开采技术管理体系的业绩及改进的需求；3、提高智能化无人开采技术管理体系对使用单位需求重要性的认识；4、负责智能化无人开采技术管理体系有关事宜的对外联络。同时，授权黄陵矿业公司一号煤矿机电部为智能化无人开采技术管理体系的主管部门，协助管理者代表

6、做好体系的建立、实施及日常管理工作。特此授权 机电矿长： 批准日期：2020年3月1日03 智能化无人开采技术管理工作简介黄陵一号煤矿隶属陕西陕煤黄陵矿业有限公司。矿井1991年12月开工建设，2001年11月阶段性投产，投产时生产能力100万吨/年。2005年11月，矿井一期300万吨/年及配套工程建设项目竣工验收。后面又通过对主运输系统、辅助运输系统、通风系统和供电系统的不断改造，矿井生产能力稳步提高。目前矿井核定生产能力600万吨/a。近年来，一号煤矿始终坚持文化铸魂，创新管理，以打造全国精细化管理示范矿井为己任，积极实施科技兴安、人才强企战略，大力推进岗位管理文化。2008年以来，一号

7、煤矿累计安全生产煤炭3825万吨，实现利润48.24亿元，先后获得全国五一劳动奖状、国家级绿色矿山、中国最美矿山等荣誉称号，连年被评为国家安全高效矿井，已经成为陕煤化集团一张靓丽的名片。在科技创新方面，“较薄煤层（1.42.2米）国产综采装备无人化技术研究与应用”项目达到国际领先水平，综掘围岩支护技术先后获得陕西省科技进步三等奖、中国煤炭协会科技二等奖，有力地推动了行业核心技术进步。为了更好的完成对智能化无人开采技术的推广，全面提升矿井智能化管理水平，黄陵矿业公司一号煤矿在GB50215-2005/AQ 1049-2008安全标准的基础上，围绕“打造全国一号煤矿”的目标，认真详实的制订了智能化

8、无人开采技术管理标准，为矿井智能化综采工作面的建设、使用提供强有力的技术支持。1 范围1.1 总则本标准根据国家安监总厅煤行函2014191号文件关于在全国范围内推广智能化无人开采技术的要求，依据GB50215-2005/AQ 1049-2008安全标准和综采智能化所达到的技术水平及未来发展的趋势，并充分考虑本公司工作实际，编写了公司智能化无人开采技术分手册。其目的是：a）规范智能化无人综采工作面的设计标准。b）制定智能化无人综采工作面安装建设技术标准，指导使用单位规范应用。c）制定智能化无人综采工作面操作技术标准，指导作业人员规范操作。d）制定智能化无人综采工作面自动化功能完成标准，确保各项

9、功能的应用效果。1.2 应用2 规范性引用文件下列文件对于本手册的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本手册。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本手册。GB50215-2005 煤炭工业设计规范AQ 1049-2008 煤矿建设项目安全核准基本要求GB 3836.12010 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求（IEC 60079-0:2007，MOD）GB 3836.22010 爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备（IEC 60079-1:2007，MOD）GB 3836.42010 爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护

10、的设备（IEC 60079-11:2006，MOD）GB/T 2423.12008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温（IEC 60068-2-1:2007，IDT）GB/T 2423.22008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温（IEC 60068-2-2:2007，IDT）GB/T 2423.42008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db：交变湿热（12h12h循环）（IEC 60068-2-30:2005，IDT）GB/T 14048.12008 低压开关设备和控制设备 总则GB 42082008 外壳防护等级（IP代码）（IEC

11、 60529:2001，IDT）GB/T 191 包装储运图示标志（GB/T 1912008，ISO 780:1997，MOD）GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC 61000-4-3:2002，IDT）GB/T 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC 61000-4-4:2004，IDT） GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验（IEC 61000-4-5:2005，IDT）MT/T 10082006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求MT

12、/T 11162011 煤矿安全生产监控系统联网技术要求MT/T 6612011 煤矿井下用电器设备通用技术条件MT/T 11302011 矿用现场总线 MT/T 11122011 煤矿图像监视系统通用技术条件MT/T 11272011 煤矿工作面生产监控系统通用技术条件MT 2091990 煤矿通信、检测、控制用电子电工产品通用技术要求MT 2101990 煤矿通信、检测、控制用电子电工产品基本试验方法MT/T661-2011 煤矿井下用电器设备通用技术条件MT/T 899-2000 煤矿用信息传输装置MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法3 术语及缩略语根据国家GB502

13、15-2005煤炭工业设计规范、AQ 1049-2008煤矿建设项目安全核准基本要求、2011年2月第一版煤矿安全规程及目前智能化行业内有关术语和定义，规定了陕西陕煤黄陵矿业有限公司的智能化无人开采管理体系的有关主要术语，并列出了智能化无人开采管理体系文件中使用的缩略语。3.1 术语 在采煤期间，采煤工作面内的设备自动运行，人工远程干预控制。 综采工作面刮板运输机、转载机、破碎机。 综采工作面液压支架、三机、采煤机的设备选型配套。通过数据通信的方式实现对在远端设备的控制。 从控制设备发出指令到远端设备动作开始的时间。 采煤机通过程序及参数设定，按照记忆好的采煤工艺和轨迹进行自动割煤的方式。 通

14、过按下一台设备的一个或一组按键实现在一台设备或多台设备的顺序启动或停止功能。液压支架根据采煤机位置，按照采煤工艺自动完成液压支架动作的一种控制方式。急停控制将立即停止设备正在执行的自动功能动作，并禁止全工作面自动功能的运行。从按下急停按钮到停止动作的时间。 在按下闭锁按钮后对被闭锁设备实施硬件保护或软件保护。 能发出声光报警信号的装置。 在工作面实施无人化操作生产期间出现故障危险状态（如设备物理空间干涉、相互配合参数达到危险的报警参数值）时，自动将故障信息以声音播报或文字图像显示等方式进行故障报警。根据需要将某一时间内报警信息的报警时刻和解除报警时刻、累计报警次数、累计报警时间等记录调出显示。

15、3.2 缩略语根据陕西陕煤黄陵矿业有限公司实际，在智能化无人开采技术管理体系文件中，使用了如下缩略语： 智能化工作面。 黄陵矿业公司一号煤矿或一号煤矿。 一号煤矿机电部、信息部、生产部、通风部、安监部、人力资源部等。 一号煤矿综采队、机电队、通风队、皮带队、运输队、抽放队。 总工程师 机电部、机电矿长、机电副总4 智能化无人综采工作面的设计标准4.1 设计程序4.2 设计依据4.3 工作面设计内容a）巷道平面布置及机械配备图。 b）通风系统及设施图。 c）供电系统图。 d）掘进系统平、剖面图。 e）生产系统图。4.4 智能化无人综采工作面设计标准本标准按照陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿“1.

16、42.2米”煤层智能化无人综采工作面设计，其中工作面地质等情况则参照1002工作面进行制定。设计标准则严格按照2003年版煤炭工业出版社出版的采矿工程设计手册，主编为：张荣立、何国维、李铎。a）工作面的位置及与邻近采区或主要大巷的关系。 地面位置：工作面对应上部地表以低山林区为主，沟壑纵横；地表径流为太阳沟支流，太阳沟支流为间歇性小支流，地表径流不太发育，上覆岩层厚度343-490m。井下位置：十盘区位于黄陵一号煤矿北一大巷西侧，南与五盘区相接，北邻十一盘区，东接北一大巷，向西为六盘区。十盘区的主要服务巷道有北一辅助运输巷、北一进风巷、北一皮带巷、北一回风巷及北一2#回风巷。1002工作面为十

17、盘区第2个工作面，南为1001工作面，北为1003工作面。工作面具体位置详见图1。图1 1002工作面巷道布置图b）工作面周围开采状况。 1002工作面为十盘区第2个工作面，南为1001工作面，已回采结束；北为1003工作面，1003进风顺槽已掘进至设计位置。c）工作面所采煤层及开采顺序。工作面回采煤层为2#煤。 d）该工作面计划接替时间。根据矿井2015年接续安排，1002工作面计划回采时间为2015年2月10月，生产周期为8个月。e）该工作面采用何种方式开采、走向长壁、倾向长壁、综采、普采、炮采等。 1002综采工作面采用综合机械化长壁后退式采煤法，全部垮落法处理采空区顶板。f）其它特殊说

18、明及安装时间。 1002工作面设备选用国内一流智能化综采装备，实现了在采煤生产过程中：以采煤机记忆割煤为主，人工远程干预为辅；以液压支架跟随采煤机自动动作为主，人工远程干预为辅；以综采运输设备集中自动化控制为主，就地控制为辅；以综采设备数据监测为主，视频监控为辅；即“以工作面自动控制为主，监控中心远程干预控制为辅”的自动化生产模式，在国内率先实现地面远程采煤作业常态化。生产期间设备运转良好，单班实现连续推进8刀半的最高纪录，生产能力17万吨/月，回采功效133吨/工，开机率达97.3%。该工作面自2014年12月15日开始安装，2015年1月15日安装结束。所有设备均由1001工作面搬运至10

19、02工作面进行安装，在回采过程中须加强设备的检修和维护工作。a）工作面煤层走向、倾向、煤层厚度及变化规律。工作面范围内，煤层总趋势是沿切眼向停采线方向先升高，后降低,煤层具体特征见表1。煤层情况煤厚(m)1.52.4结构简单倾角15平均煤厚(m)2.06回采范围内煤层厚度1.52.4m，平均2.06m，结构简单，属于稳定煤层。煤质情况Mad(%)Ad (%)煤类Q(千卡/千克)7.820.54RN5712表1 煤层、煤质具体特征b）煤层顶、底板岩性及工作面地质情况。根据十盘区三维地震勘探成果，回采过程中，距离停采线11131383m左右可能揭露B1背斜轴部,顶底板岩性特征见表2。顶底板岩石名称

20、厚度(m)岩 性 特 征老顶细砂岩7.66砂岩：灰白色，细粒，成份以石英为主，含白云母片，黄铁矿晶体，分选较好，夹灰色粉砂岩及黑色泥岩薄层，炭质泥岩条带。直接顶泥岩和砂岩10.04泥岩：黑色，含白云母片，植物化石碎片，夹粉细砂岩条带。砂岩：灰白色细砂岩，灰色粉砂岩夹黑色泥岩。伪顶泥岩0.61黑色，水平层理煤层2#煤1.52.4，平均2.06黑色块状，上部以亮煤为主，次为镜煤暗煤少量丝炭，下部以暗煤为主，次为亮煤镜煤且丝炭增多，含黄铁矿，夹炭质泥岩条带。底板泥岩和砂岩3.16上部0.6m泥岩，下部2.56m灰白色细粒砂岩。表2 顶底板具体特征c）工作面瓦斯情况、煤尘爆炸指数及煤层开采后的发火期，

21、具体特征见表3。 瓦斯根据通风部提供的原煤瓦斯含量数据，2#煤层瓦斯含量为0.294.72m3/t，平均3.25m3/t，可燃质。且存在煤层瓦斯集中涌出的情况，需加强瓦斯和通风管理。煤尘2# 煤层煤尘有爆炸危险性，煤层爆炸指数为35.59%。煤的自燃我矿所采煤层为类自燃发火煤层，最短自燃发火期为52天地温本区为地温正常区表3 瓦斯、煤层、自燃等具体特征d）工作面水文情况、煤层上覆主要含水层，对开采的影响，预计涌水量。 根据中煤科工集团西安研究院提供的黄陵一号煤矿1002工作面防治水物探工程成果报告，推断1002工作面直罗下段含水层在工作面共有3个富集异常区，分别位于1002工作面内距停采线73

22、71204m、13431609m、16602042m，由于异常区范围内隔水层较薄，回采后易产生顶板冒落带裂隙，可能局部导通上部含水层，致回采面涌水量增大，需有必要的防治水措施及临时排水设备。距停采线0285m为地质异常区，顶板附近岩层裂隙相对发育，需加强顶板管理。类比1001工作面，预测工作面正常回采涌水量8m3/h，工作面最大涌水量20m3/h。a）工作面开采方向及布置原则。 1002工作面采用由切眼向停采线方向（北一大巷方向）的后退式采煤法。工作面布置有进风和回风两条顺槽。b）集中巷或顺槽的布置及与采区主要巷道的相互关系。 工作面进回风两条顺槽延伸方向均与北一大巷垂直。c）工作面顺槽布置的

23、依据，与邻近工作面、采空区、煤柱情况；顺槽断面规格、支护形式、长度、掘进方式及其主要用途。 布置参考依据工作面运输顺槽及回风顺槽的尺寸主要考虑设备运输、布置及通风要求。考虑巷帮侧留500mm，胶带输送机1000mm，胶带输送机架子应为1400mm，支架运输时宽度为1700mm，胶带输送机与运输支架的间隙为200mm，支架与巷帮的人行道宽度为1000mm，最终确定巷道净宽度为4800mm。运输顺槽的高度主要考虑隔爆水棚的高度为500mm，隔爆水棚与运输支架之间的安全距离为300mm，支架最低高度考虑1200mm，运输支架的平板车与轨道的高度考虑500mm，最终确定巷道的净高度为2500mm。考虑

24、盘区底板易发生底鼓，可将巷道净高度提高到2800mm。根据设计经验，非运输顺槽的巷道净宽可考虑为4600mm，巷道净高可考虑为2900mm。进风顺槽（非运输顺槽）：进风顺槽设计宽度4.6m，高度2.9m，顺槽长度2272m，顶板采用锚杆+锚索梁+塑钢网联合支护。顶锚杆间排距为800800mm，六-六矩形布置，锚杆规格：202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，树脂端锚，每孔2节L=350mm树脂；锚索梁长4200mm，间距800mm，一梁四索，锚索钢绞线均采用17.88300mm钢绞线，锚深8000mm，每孔3节L=700mm树脂；巷帮采用锚杆+塑钢网支护，副帮侧锚杆采用202100mm左旋无纵筋

25、螺纹钢锚杆，主帮侧锚杆采用202100mm玻璃钢锚杆，帮锚杆四-四矩形布置，间排距均为8001000mm，每孔2节L=350mm树脂，帮锚除使用配套托板外另增加木托板，木托板规格为:35020050mm；顶、帮网采用塑钢网，网孔5055mm。进风顺槽与北一进风大巷相连，主要为工作面自然供风使用，左侧为采空区，右侧为工作面。巷道断面及支护形式见图2。图2 进风顺槽支护断面图回风顺槽（运输顺槽）：回风顺槽设计宽度4.8m，高度2.8m，顺槽长度2278m，顶板采用锚杆+锚索梁+塑钢网联合支护。顶锚杆为202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为800800mm，六-六矩形布置，每孔2节L=350

26、mm树脂；锚索梁长4400mm，间距1600mm，一梁四索，采用17.88300mm钢绞线，锚深8000mm，每孔3节L=700mm树脂；巷帮采用锚杆+塑钢网支护，副帮侧锚杆采用202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，主帮侧锚杆采用202100mm玻璃钢锚杆，帮锚杆四-四矩形布置，间排距均为7001000mm，每孔2节L=350mm树脂，帮锚除使用配套托板外另增加木托板，木托板规格为:35020050mm；顶、帮网均采用塑钢网，网孔5055mm。在顶板破碎区、水仓、移变硐室、钻场、倒车硐室口前后各5m范围内加强支护，锚索梁间距加密为800mm。回风顺槽与北一2#回风大巷相连，主要为工作面自然回风

27、使用，左侧为工作面，右侧为下个工作面的进风顺槽。巷道断面及支护形式见图3。图3 回风顺槽支护断面图d）切眼布置形式、长度、断面规格及支护要求。 工作面切眼宽6.6m，高度2.7m，长度235m。切眼顶板采用锚杆+锚索梁+塑钢网联合支护，顶锚杆为202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为800800mm，八-八菱形布置，每孔2节L=350mm树脂；锚索梁长3600mm（一梁四索）和3000mm（一梁三索），两根并在一起支护，间距1600mm，中间套打一梁四索锚索梁，梁长4200mm，间距1600mm，锚索钢绞线均为17.88300mm，锚深8000mm，每孔3节L=700mm树脂；主、副帮采

28、用锚杆塑钢网支护，副帮侧采用202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，主帮侧采用202100mm玻璃钢锚杆，三-三矩形布置，间排距10001000mm，每孔2节L=350mm树脂，两帮每根帮锚杆增加35020050mm木托板一块。切眼断面及支护形式见图4。图4 切眼支护断面图e）溜煤眼个数及设置原则，溜煤眼位置及与运输巷道相互关系。 工作面设置一个溜煤眼，应设置在回风顺槽的皮带机头正前方，内设挡煤篦子，并用护栏保护；溜煤眼位于北一主运输大巷胶带正上方，负责该工作面原煤的接力运输。f）联络巷个数、布置原则及用途，并说明联络巷的主要技术特征。 工作面设置两个联络巷，其中进顺联络巷长度为71m，回顺联络

29、巷长度为40m，均为半圆拱形巷道，采用锚杆+锚索+金属网+喷砼联合支护，锚杆间排距均为800800mm，菱形布置，202100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，树脂端锚，每孔2节L=350mm树脂；锚索间排距为12001200mm，一排三索，采用17.88300mm钢绞线，锚深8000mm，每孔3节L=700mm树脂；全断面挂6金属网，网孔100100mm，喷C20砼，厚度100mm；在联络巷与北一大巷、顺槽交岔点处补打锚索加强支护。进、回风联络巷断面图见图5、6。图5 进风联络巷断面图图6 回风联络巷断面图g）其它硐室规格、位置及用途。 工作面范围内主要硐室有救生舱硐室、水仓硐室、移变硐室、钻场硐室

30、及倒车硐室，硐室规格尺寸见附图7、8、9、10、11。1002进顺有水仓硐室3个，移变硐室3个，倒车硐室2个，救生舱硐室2个；1002回顺有水仓硐室3个，移变硐室4个，倒车硐室1个。同时，两顺槽从停采线向里每隔45m有一组钻场硐室，负责本煤层瓦斯抽放工作。图7 救生舱硐室规格图图8 水仓硐室规格图图9 移变硐室规格图图10 工作面钻场硐室规格图图11 工作面倒车硐室规格图a）工作面走向长度及推进长度；采高及其确定依据。 工作面走向长度：作为高产高效矿井，且煤层属于近水平煤层，煤层赋存相对稳定，地质构造简单，因此，为了避免频繁搬家，影响生产效率，因此我矿在综采工作面走向长度上一般布置200030

31、00米。作为本次开采的十盘区综采工作面，走向长度为2300米。 工作面长度：影响工作面长度的因素主要有地质因素、生产技术因素、经济因素及管理因素，现将各影响因素简述如下：地质因素地质构造影响工作面长度的地质构造主要是断层和褶曲。在回采单元划分时，一般以较大型的断层或褶曲轴作为单元界限，这就从客观上限制了工作面长度的大小。在小型断层发育的块段布置工作面时，由于小型断层会影响工作面正规循环，造成工作面推进度下降，尤其是对机组采煤影响较大，此时工作面不宜过长。通常工作面内部发育的断层落差在1.55.0m时对回采影响较大。当断层落差大于1.5m时，影响非综采工作面回采；当断层落差大于3.0m时，对综采

32、、综放工作面回采将造成影响。煤层厚度当煤层较薄，工作面采高小于1.3m时，由于工作面控顶区及两巷空间小，不易操作和行人，受采煤机机面高度的影响，功率受限，设备故障率高，工作面长度不宜过长。煤层倾角煤层倾角不仅对工作面长度有影响，而且影响采煤方法的选择。通常情况下，煤层倾角越小，其对工作面长度的影响也越小。当煤层倾角小于10时，工作面长度可视实际情况适当加大；煤层倾角介于1025之间，可按常规工作面布置；煤层倾角介于2555之间时，工作面上下同时作业困难，工作面长度不宜过大；煤层倾角大于55以上，工作面长度则不应超过100m。围岩性质围岩性质对工作面长度的影响主要是顶、底板，另外煤层自身的软硬程

33、度对工作面长度也有一定的影响。通常伪顶过厚（厚度大于1.0m）和顶板过于破碎或坚硬条件下的工作面回采，由于其支护工作量大，支护难度较大，此时工作面不宜布置过长；三软煤层工作面底软、支柱易扎底、顶底板移近量大，加之煤软、极易片帮，因而生产管理极其困难，这样的工作面也不宜过长。瓦斯含量瓦斯含量的大小对工作面长度有一定的影响。瓦斯含量小的煤层，工作面长度一般不受其通风条件的制约。瓦斯含量大的煤层，工作面长度越大则煤壁暴露的面积就越大，随着产量的提高，单位时间内瓦斯涌出量越大，回采时需要的风量就越大，但由于受工作面及两巷的断面限制，风量不可能无限度地加大，因此，有些高瓦斯煤层工作面必须严格执行以风定产

34、政策，同时在双突及高瓦斯矿井中，要充分地考虑到瓦斯含量以及通风能力对工作面长度的影响。生产技术因素回采工艺长壁回采工作面采用炮采、普采、综采三种回采工艺，工作面采用不同的回采工艺，对工作面长度有明显的影响。普采工作面，为了充分发挥采煤机组的效能，实现工作面的高产高效，在同样的条件下工作面长度应比炮采长；简易支架放顶煤工作面，由于其开采煤层较厚，工艺上存在采、放煤，工作面生产能力大，因而在通常情况下，其应比普通炮采工作面短些；综采（放）工作面，由于液压支架的使用能保证采煤机快速截割，减少辅助时间，因此其工作面长度较非综采工作面要长，另外，因综采（放）支架装备费用高，而工作面越长遇到地质构造变化的

35、可能性则越大，此时工作面也不宜布置过长。装备条件工作面装备能力、安装长度均制约和影响回采单元参数，工作面装备对工作面长度的影响主要表现在工作面设备运输能力和有效铺设长度，其运输顺槽的运输设备出煤能力必须与工作面生产能力相匹配。由于获得经济效益的根本手段是高产高效，因此，在要求设备初期投资费用、维护费用、检修费用低的情况下，必须保证较高的生产能力和效率，设备可靠和合理地延长服务年限。既要考虑单位投资额在单位时间内回收的经济效益，又要保证设备的使用性能。设备的可靠性、配套性和经济性都是为获得最高的经济效益服务的，设备选择应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

36、最大的经济效益。安全条件 顶板管理和推进速度对顶板移动变形破坏的影响工作面长度对机组维修有一定影响，这表现在不同长度的工作面，排除故障各工序所需时间长短不同；矿山压力显现也有影响，当工作面顶板下沉量达到某一最大值时，工作面支架可能会被压死，因此只能靠改变推进度来调解。考虑这两种因素，应用可靠性理论的研究结果是：当地质条件好时，工作面长度比计算结果减少8%14%，地质条件较差时减少45%52%。 通风能力多数情况，工作面长度与通风的关系不大，但是对高瓦斯煤层，工作面风速可能成为限制工作面长度的重要因素。因为如果推进度一定，工作面愈长则每一循环产量就愈高，瓦斯涌出量就愈多，需要风量就更大。经济因素

37、在一定的地质和生产技术条件下，通过理论分析和计算，可以得到一个最优工作面长度范围。通常按产量和效率最高法（简称“双高法”）确定工作面合理长度区间，再进行工作面效益最好，即吨煤成本最低（简称“一低法”）的分析计算，得出最佳的工作面长度。管理因素管理水平的高低，对确定工作面长度的影响很大。若技术管理水平较高，确保工作面的规格质量和设备正常运转的能力就强，当因地质条件局部变化出现困难时，就能及时迅速的采取措施恢复正常回采。从生产管理来看，短工作面易于管理，这是由于地质变化小，顶板管理相对简单、工作面容易做到“三直两平”、机电事故也少。对于初次用新的采煤方法的矿井，由于受技术管理水平和设备操作熟练程度

38、等因素的制约，工作面长度宜短些。综采面布置的设备多、吨位大，液压元件精密度高，各种机电保护系统及插件结构和线路复杂，需要严格的科学管理和较高的操作水平，才能满足综采工作的要求。工作面长度的增加，有利于减少辅助作业时间，降低巷道掘进率；有利于提高开机率、采区回采率、工作面单产，从而提高工作面效率。工作面地质条件优越，煤层倾角小、厚度大、顶底板稳定，可将工作面长度适当加大。机械化装备水平越高，要求工作面生产能力越大，工作面长度要与生产能力相适应。工作面长度越大，对工作面机械设备的可靠性要求越高。确定合理的工作面长度，还应考虑顶板管理、煤层瓦斯含量以及工作面通风等因素，条件受限时，工作面长度不宜过大

39、。综采工作面长度一般为 150m280m，条件较好的工作面可布置至 280m350m。综述一号煤矿十盘区2#煤层倾角小，一般35，煤层赋存比较稳定，可适当增大工作面长度，从而降低巷道掘进率，提高采区回采率及单产，缓解采掘接替矛盾，但瓦斯含量高，综合考虑矿井产能及地质条件，建议工作面长度布置为250m左右。考虑到以往工作面均按照235m布置，因此一号煤矿智能化综采工作面长度按照235m布置。 采高工作面采高的确定主要依据煤层厚度（包括煤层夹矸厚度），同时要考虑设备能力和矿山压力显现状态。十盘区煤层钻孔统计结果见表4所示。钻孔编号煤层厚度（m）平均煤厚（m）煤层描述X412.032.00含黄铁矿结

40、核及薄膜，宽条带半亮型X341.00（0.15）0.80X351.00（0.15）0.80X220.85（0.15）0.8黑色块状，以亮煤为主含星散状。下部煤质差，以暗煤为主夹亮煤，上部煤质好，以亮煤为主，中部夹泥岩炭泥结构X232.26黑色块状，底部煤质差，且夹0.03米炭质泥岩，暗煤为主夹亮煤X242.50黑色块状，底部煤质较硬，局部含炭质泥岩条带S1172.682.24S1371.00（0.15）0.80HK22.052.26黑色，黑色条痕，沥青光泽，半亮煤型，块状结构，参差状断口，粒状结构，内生裂隙发育HK32.15黑色，黑色条痕，沥青光泽，半亮煤型，块状结构，参差状断口，粒状结构，内

41、生裂隙发育HK62.40黑色，块状，上部半亮煤型为主，下部半暗煤型为主，弱沥青光泽，阶梯状断口，条带状、线理状结构，内生裂隙发育HK72.25黑色，块状，半亮型煤，沥青光泽，阶梯状断口，块状结构，内生裂隙发育HK82.20（0.35）0.20黑色，半亮型煤，沥青光泽，参差状断口，块状构造，内生裂隙发育HK202.25黑色，块状，弱沥青光泽，半亮煤型，块状结构，阶梯状断口，条带状、线理状结构，内生裂隙发育HK212.35黑色，块状，弱沥青光泽，半亮煤型，阶梯状断口，条带状、线理状结构，内生裂隙发育表4 十盘区煤层厚度统计结果综合分析，十盘区钻孔煤层厚度为1.82.75m，平均厚度2.22m。见图

42、12所示。图12 煤层厚度统计结果通过对统计结果进行分析发现：黄陵一号煤矿十盘区2号煤层煤层厚度绝大多数在1.82.3m，占钻孔总数的67，其它钻孔也多在2.3m附近。考虑到1002工作面及矿井其他较薄煤层区域存在着较大部分1.4m左右煤层，因此综合考虑煤层厚度情况，最终确定工作面采高为1.42.3m比较合适。b）工作面储量。 工作面可采长度2070m，地质储量为135.2万吨。工作面可采储量采出率取98%，工作面可采储量为132.5万吨。c）月进度及可采期的计算。 按照每班（8小时）生产原煤6刀（考虑到开机率后的平均生产能力），每月生产28天（两天检修）来计算，每月生产煤炭为：6（刀）2（班

43、）0.8（截深）235（工作面长度）2（平均采高）1.35（吨/立方米）28天=17万吨/月工作面服务年限=可采储量/计划月产量=（132.5/15.5）月=8.5月。d）作业制度。 作业方式实行“三八”制，一班检修，二班生产，检修实行包机制，责任明确，分工协作，生产班实行煤机追机作业。a）选型原则和依据。 选型原则。工作面综采设备的选型和配套是实现年生产能力的重要物质基础，直接关系工作面年产目标的顺利实现，关系到综采设备的稳定性和可靠性。工作面“三机”选型包括液压支架、采煤机和刮板输送机的选型。其中，液压支架的选型是核心，采煤机和刮板输送机的选型是实现工作面能力的保证。对于十盘区2#煤层综采

44、设备的选型配套应遵循以下原则：充分消化吸收国内、外近年来类似条件矿井生产的先进经验和技术，使矿井综采设备能够满足高产高效、安全、集约化生产的先进水平；立足于国内外先进、成熟可靠的设备，设计选型的设备能够满足年产2Mt生产能力；提高工作面的推进速度，保证各设备配套形式、技术性能及尺寸的合理性和优化配置；提高成套设备的可靠性，保证工作面生产系统的稳定性、协调性。以工作面设备能力为基础，形成一条配套生产能力由工作面向外的“喇叭口”煤流系统，用综采设备的协调性来保证工作面快速推进的需要。选型依据GB50215-2005 煤炭工业设计规范AQ 1049-2008 煤矿建设项目安全核准基本要求煤炭工业出版

45、社出版的煤矿安全规程b）液压支架、端头支架、过渡架技术特征。 支架选型原则影响支架选型主要因素有顶板和底板岩性、煤层可采高度、煤层倾角、煤层瓦斯含量等，所以应遵循以下原则：支护强度与工作面矿压相适应；支架的结构、类型与煤层赋存条件相适应；与底板的比压和抗拉强度相适应；与工作面通风要求相适应；操作简单、方便，动作循环时间短，和电液系统配套便于快速移架；选用国内最先进的电液自动化控制系统；选型依据液压支架的选型必须与工作面采高相匹配。工作面采高的确定主要依据煤层厚度（包括煤层夹矸厚度），并且要考虑设备能力和矿山压力显现状态。通过对2号煤层十盘区钻孔数据进行统计分析，最终确定工作面采高为1.42.3

46、m比较合适，支架高度为1.152.4m。同时针对2号煤层的地质条件，通过采用经验估算法，以及在支架与围岩相互作用关系的基础上建立数值模拟分析的方法，确定支架的支护强度与额定工作阻力，最终确定支架的支护强度不小于0.48MPa，额定工作阻力6800KN。技术参数确定根据配套原则和选型依据，最终确定选用ZY6800/11.5/24D型液压支架；该支架为两柱掩护式液压支架，其支护高度为：1.152.4m，中心距1.5m，初撑力5067KN，工作阻力6800KN，支护强度0.80.9MPa，控制方式采用SAC电液自动化控制。配置的SAC电液自动化控制系统可实现成组程序自动控制，包括成组自动移架、成组自

47、动推溜等动作，能随工作面条件的不同，通过调整软件参数来调整支架的动作顺序；同时，该支架可通过电控实现邻架的手动、自动操作，实现本架电磁阀按钮的手动操作，具体示意图见图13，具体参数见表5、6、7。图13 液压支架设计示意图序号名称规格参数液压支架1型式ZY6800/11.5/24D型两柱掩护式液压支架2高度（最低/最高）1150/2400mm3宽度（最小/最大）1430/1600mm4中心距1500mm5初撑力（P=31.5MPa）5067kN6工作阻力（P=42.3MPa）6800kN7对底板比压（前端值）2.383.3MPa8支护强度0.80.9MPa9泵站压力31.5MPa10控制方式电

48、液控制11重量约16200kg立柱（2个）12型式双伸缩13缸径320/230mm14柱径290/210mm推移千斤顶（1个）15型式普通双作用（倒装）16缸径/杆径160/105mm平衡千斤顶（1个）17型式普通双作用18缸径/杆径180/105mm侧推千斤顶（3个）19型式普通双作用20缸径/杆径80/60mm21行程170mm抬底千斤顶（1个）22型式内进液23缸径/杆径125/90mm支架结构24架型为两柱掩护式液压支架，立柱前设有行人通道；整体顶梁结构，顶梁和掩护梁设有单侧右侧活动侧护板（面对煤壁），左侧为焊接固定侧护板。支架的前、后连杆采用双连杆，提高支架的抗扭能力；支架底座前端设

49、置抬底机构；推移机构采用箱型长推杆千斤顶倒装形式。表5 中部支架详细参数表序号名称规格参数液压支架1型式ZYG6800/14/29D型两柱掩护式液压支架2高度（最低/最高）1400/2900mm3宽度（最小/最大）1430/1600mm4中心距1500mm5初撑力（P=31.5MPa）5067kN6工作阻力（P=42.3MPa）6800kN7对底板比压（前端值）2.383.3MPa8支护强度0.840.94MPa9泵站压力31.5MPa10控制方式电液控制11重量约19200kg立柱（2个）12型式双伸缩13缸径320/230mm14柱径290/210mm推移千斤顶（1个）15型式普通双作用（

50、倒装）16缸径/杆径180/120mm平衡千斤顶（1个）17型式普通双作用18缸径/杆径180/105mm侧推千斤顶（3个）19型式普通双作用20缸径/杆径80/60mm21行程170mm抬底千斤顶（1个）22型式内进液23缸径/杆径125/90mm支架结构24架型为两柱掩护式液压支架，立柱前设有行人通道；整体顶梁结构，顶梁和掩护梁设有单侧右侧活动侧护板（面对煤壁），左侧为焊接固定侧护板。支架的前、后连杆采用双连杆，提高支架的抗扭能力；支架底座前端设置抬底机构；推移机构采用箱型长推杆千斤顶倒装形式。表6 过渡支架详细参数表序号名称规格参数液压支架1型式ZYT6800/14/32D型两柱掩护式液

51、压支架2高度（最低/最高）1400/3200mm3宽度（最小/最大）1430/1600mm4中心距1500mm5初撑力（P=31.5MPa）5067kN6工作阻力（P=42.3MPa）6800kN7对底板比压（前端值）2.383.3MPa8支护强度0.830.94MPa9泵站压力31.5MPa10控制方式电液控制11重量约19800kg立柱（2个）12型式双伸缩13缸径320/230mm14柱径290/210mm推移千斤顶（1个）15型式普通双作用（倒装）16缸径/杆径180/120mm伸缩千斤顶（2个）17型式普通双作用18缸径/杆径80/60mm平衡千斤顶（1个）19型式普通双作用20缸径

52、/杆径180/105mm侧推千斤顶（3个）21型式普通双作用22缸径/杆径80/60mm23行程170mm抬底千斤顶（1个）24型式内进液25缸径/杆径125/90mm支架结构26架型为两柱掩护式液压支架，立柱前设有行人通道；整体顶梁结构，顶梁和掩护梁设有单侧右侧活动侧护板（面对煤壁），左侧为焊接固定侧护板。支架的前、后连杆采用双连杆，提高支架的抗扭能力；支架底座前端设置抬底机构；推移机构采用箱型长推杆千斤顶倒装形式。表7 端头支架详细参数表c）采煤机技术特征。 选型原则技术装备先进、性能稳定、操作简单、维修方便、运行可靠、生产能力大；各设备间需相互适应、能力匹配、运输畅通，不出现“卡脖子”现

53、象；要和煤层赋存条件相适应，与矿井规模和工作面生产能力相适应，达到经济效益的最大化；系统简单、环节少，工作可靠性要高、总装机功率要大、机面高度要低、机身下方过煤空间需大、有效截深需大；应具有自动记忆截割、远程干预、实时在线监测等功能；采煤机选型依据综采工作面生产能力主要取决于采煤机割煤能力，它与采煤机最大割煤牵引速度、无故障割煤时间、截深、采高、煤的容重等有关。当采高与截深一定时，工作面生产能力即取决于采煤机的牵引速度、装机功率。因此，选择采煤机时，需根据采高、截深、牵引速度和功率进行选型，同时采煤机还需满足并实现工作面两端斜切进刀自开缺口的要求，需选用具有自动记忆截割、工况监测监控功能的电牵

54、引采煤机，还需参照该盘区工作面配套年生产能力2Mt，工作面长度235m，采煤机截深800mm，采高范围应为1.42.3m，机面高度应小于1000mm，总装机功率应大于910KW。技术参数确定根据配套原则和选型依据，最终选用型号为MG2200/925-AWD型电牵引采煤机；该煤机采高范围1.42.3m，过煤高度345mm，截深800mm，卧底量250mm，总装机功率917.5KW，滚筒直径1600mm，机面高度951mm，电压等级3300V，具备自动化采煤功能（具体参数见表8），可以通过顺槽集中控制设备，在工作面视频系统的辅助下对采煤机进行远程控制，控制采煤机的牵引、调高和停止，同时还可以通过顺

55、槽集中控制设备进入采煤机自动运行即记忆截割模式，并可以随时进行人工干预。序号名称规格参数1采高范围1.42.4米2机面高度951mm3适应走向倾角/适应俯采角度25/54煤质硬度硬或中硬、破顶底板、过断层5过煤高度345mm6卧底量中部250mm7供电电压3300V8供电频率50Hz9总装机功率917.5kW其中：截割电机功率：2200kW2牵引电机功率：55 kW2泵电机功率：7.5 kW110滚筒直径1600mm滚筒11滚筒截深800mm12滚筒转速47 r/min（内旋）13摇臂回转中心距6400mm14滚筒中心距11060mm15牵引形式交流变频调速、销轨式牵引(节距126mm)16牵

56、引力500300 kN17牵引速度011.318.7 m/min18喷雾方式内、外喷雾19冷却方式各电机、电控箱、摇臂、调高油箱分别冷却20供水管DN2521主电缆一根70平方电缆，控制芯线不少于6根，外径不大于70mm表8 采煤机详细参数表d）工作面运输机、顺槽转载机、破碎机技术特征。 选型原则应满足与采煤机、液压支架的配套要求；输送能力应大于采煤机生产能力，一般取1.2倍；铺设长度应满足工作面回采要求；转载机应具有自移，运输机应具有自动张紧功能；应尽量选用与在用设备型号相同的设备，减少矿井生产成本的投入，以便于日常维修和配件管理。选型依据选择刮板输送机、转载机、破碎机主要是以综采面最大生产

57、能力为基数，在保证综采面运煤能力和运输设备的可靠性和耐用性的前提下，兼顾设备启动、保护和控制性能，应保证采煤机割下的煤全部运走，并留有一定的备用输送能力。技术参数确定根据配套原则和选型依据，最终选用型号为SGZ800/1050型刮板输送机、SZZ800/250型转载机、PCM200型破碎机、ZY2700型自移装置。SGZ800/1050型刮板输送机输送量为1000t/h，装机功率2525KW，刮板链为中双链，链距200mm，链速1.2m/s，交叉侧斜式；SZZ800/250型转载机输送量为1500t/h，刮板链为中双链，链距200mm，链速1.7m/s，装机功率250KW（电压3300V，双速

58、电机），爬坡角度为10，设计长度45m；PCM200型破碎机通过能力2000 t/h，最大输入块度1000800mm，最大排出粒度小于300mm，电机功率160KW（单速，电压3300V），破碎锤头8个；转载机迈步自移装置、皮带自移机尾采用电液控制。序号名称规格参数基本情况1标准长度200m2输送量1600t/h3链速1.35m/s4装机功率2525kw电机5型号YBSD-525/263-4/8GX26额定功率525KW7电压等级3300V减速器8型号43JS/019传动比1:32.2210冷却方式水冷中部槽11规格（长内宽高）1503800280mm12结构形式铸焊封底式13联接方式3600

59、KN哑铃刮板链14圆环链规格3412615型式中双链16链中心距200mm17紧链方式机头液压马达和伸缩机尾辅助紧链方式表9 刮板输送机详细参数表序号名称规格参数基本情况1标准长度50m2输送量1800t/h3链速1.545m/s4装机功率250kw电机5型号YBSDS-250/125-4/8（G）6额定功率250KW7电压等级3300V减速器8型号53JS/009传动比1:24.22510冷却方式水冷刮板链14圆环链规格34126-C15型式中双链17紧链方式液压马达-阻链器紧链及伸缩机头辅助紧链方式12爬坡角度10表10 转载机详细参数表序号名称规格参数基本情况1通过能力2000t/h2最

60、大输入块度（长宽高）长度不限800800mm3最大排出粒度300（250、200、150）mm4传动型式电动机+液力耦合器+减速器+锤轴电机5型号YBSS2-200（G）6额定功率200KW7电压等级3300V8转速1485r/min耦合器9型号Y0XD560/22Y011型减速器10型号63JS-2511传动比1:3.46刮板链12破碎主轴转速408r/min13破碎锤头数814破碎锤头冲击速度22m/s15破碎板厚度60mm16适用槽宽（内宽）800mm17灭尘喷雾型式外喷雾：出入口各六个喷嘴18外形尺寸（长宽高）450027901697mm19标准台总重约21.6t（4.5m）表11 破