综采技术交流

综合机械化采煤技术交流2013年2月

综采工作面成套设备一、采煤方法简述二、综采工作面成套设备组成三、综采工作面配套简介四、工作面的正常工作状态五、工作面的非正常工作状态六、工作面用乳化液七、综采设备的发展趋势

第一章、采煤方法简述

“十二五”期间，国家将重点推进煤炭企业战略性重组，以市场为导向，以产权为纽带，通过兼并、重组、联合、参股等形式，组建一批跨地区、跨行业、跨所有制的大型煤炭企业集团。各产煤省都加大了对地方矿的改造力度，通过兼并、重组、联合、参股等形式，建设高产高效安全生产矿井，而综合机械化开采是矿井实现高产高效的重要手段，是当今世界先进采煤国家的主导开采技术和方向。煤炭开采分为露天开采和井工开采，而露天开采受采剥比的影响和环境保护的限制，我国只在几个地区（平朔、准格尔等煤层覆层潜和无人烟地区）实施，大部煤炭开采采取井工开采。

第一章、采煤方法简述

世界井工开采主要采取走向长壁采煤后退式采煤方法，我国走向长壁采煤后退式采煤方法发展历程炮采-普采-高档普采（炮采机装）-综采-高产高效自动综合机械化。

第一节、炮采简述

炮采采煤工艺主要是通过人工打眼、放炮落煤、人工装煤和推溜，小型刮板机运煤，支护方式采用金属摩擦支柱或单体液压支柱和铰接顶梁支护。

第二节、普采简述

普采采煤工艺主要是采用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而推溜、运煤、顶板支护顶板支护采用单体液压支柱和铰接顶梁支护。

第二节、普采简述

第三节、高档普采简述高档普采采煤工艺主要是采用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，千斤顶推溜，小型刮板机运煤，顶板支护采用单体液压支柱和铰接顶梁支护。

第三节、高档普采简述

第四节、炮采机装简述炮采机装采煤工艺主要是通过人工打眼、放炮落煤、中小型刮板机运煤，液压支架完成顶板支护和推溜。

综采是将落煤、装煤、推溜、运煤、移架、支护等主要生产工序全部机械化。无论从工人劳动强度、安全生产、资源回采率，还是全员生产率、矿井生产能力来说，综合机械化开采具有无可比拟的优势，是目前最先进的采煤工艺。我国的高产高效矿井建设，是在发展综合机械化采煤技术的基础上发展起来的。综合机械化采煤不仅产量大、效率高、成本低，而且能减轻工人体力劳动，改善作业环境，确保安全生产。综合机械化采煤工作面的高产高效及集约化生产是我国煤炭工业的发展方向，是提高煤炭生产效率和企业经济效益的重要手段。第五节、综采简述

第五节、综采简述二、综采工作面成套设备组成

单采综采工作面设备动力列车皮带机二、综采工作面成套设备组成

综放工作面

第二章、综采工作面成套设备组成及选型矿井要实现综合机械化采煤，必须配备成套设备，特别要把工作面“三机”（采煤机、液压支架、刮板输送机）选型配套好。否则，设备选型及配套不合理，影响各单机性能的发挥，势必造成综采设备开机率的降低，综采生产无法正常进行。综采设备是根据矿井采区设计和采煤工艺要求进行配套选型，其目的在于使成套设备性能与采煤工艺间相互适应，使综采成套设备与矿井地质条件、生产能力相适应。综采设备总体配套同时是各单机设计的依据，要解决成套设备各单机间的能力相互匹配和空间几何关系的配套，并对各单机技术性能、结构形式提出要求，是综采设备整体性能好坏的关键。

第一节、综采工作面产能确定第二章、综采工作面成套设备组成及选型一、根据煤层厚度确定采高范围二、根据采场和断层构造确定工作面的采长和走向长度。三、根据瓦斯含量确定巷道通风断面。四、根据顶底板的情况确定巷道沿顶掘进或沿底掘进。五、根据以上地质情况确定工作面的预期产能。

影响综采工作面设备选型的地质因素（a）煤层厚度：（b）煤层倾角（c）顶板稳定性（d）底板稳定性（e）煤质硬度（f）煤层瓦斯含量第二节、综采工作面成套设备选型

综采设备包含有：

采煤机械（采煤机、刨煤机、）液压支架（中间支架、过渡支架、端头支架、超前支架）运输设备（刮板输送机和转载机、破碎机、皮带自移机尾、转载机自移装置及顺槽可伸缩皮带机）设备动力列车（包括移动变电站、组合开关、乳化液泵、喷雾泵等）通讯系统和综合保护系统

自动化综采还抱括电液控系统、远程监测监控系统第二节、综采工作面成套设备选型

第二节、综采工作面成套设备选型

综采工作面设备布置图巷道超前支架巷道超前支架端头支架端头支架过渡支架排头支架过渡支架排头支架工作面支架第二节、综采工作面成套设备选型转载运输机刮板运输机皮带运输机采煤机

第三节、综采工作面成套设备选型原则综采工作面设备配套原则（a）综采工作面“三机”几何尺寸相配套横断面几何配套尺寸反应设备间相互配套关系，下图所示为一次采全高综采工作面“三机”横断面配套方案，其中需引起重视的性能参数为梁端距A（根据采高、顶板稳定性决定）、铲间距D（影响采机装煤效果）、过煤空间E（影响煤炭运输）、过机空间C、人行通道空间、采煤机与刮板机行走方向间隙、采煤机牵引部和刮板输送机牵引销轨等。

第三节、综采工作面成套设备选型原则综采工作面三机配套尺寸关系A梁端距B截深C过机间隙D铲间距E过煤间隙

第三节、综采工作面成套设备选型原则综采工作面设备配套原则

（b）综采工作面设备性能配套采煤机底托架、牵引部、行走滑靴与刮板输送机相配套。刮板机和采煤机配套后保证割透工作面两端头三角煤。支架的移架速度应和采煤机牵引速度相匹配。采煤机截深应与液压支架的推移步距相适应。刮板机中部槽长度与支架中心距相一致。运输能力相配套，既采煤机割煤能力Qc≤刮板输送机输送能力Qs≤桥式转载机的转载能力Qz≤破碎机的通过能力Qp≤顺槽皮带机输送能力Qd

第三节、综采工作面成套设备选型原则

采煤机是采煤工作面综合机械化设备，完成截煤、落煤、装煤作业。

第三节、综采工作面成套设备选型原则(1)采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理,并有较大的适用范围。

(2)采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。

(3)采煤机的技术性能良好,工作可靠,具有较完善的各种保护功能,便于使用和维护。采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。

第三节、综采工作面成套设备选型原则采煤机截割功率计算按采煤机单位能耗计算采煤机功率为：N=60kb•B•Hg•Vmax•Hw式中：N――采煤机截割功率kb――备用系数，取1.3；Hw――采煤机割煤单位能耗，取Hw=0.55kW•h/m3。生产率理论生产率的计算公式为：Qt=60HBvqρt/h其中H――工作面平均截割高度，m；

B――截深，m；

Vq――采煤机截割时的最大牵引速度，m/min；

ρ――煤的实体密度，ρ=1.3~1.4t/m3一般取1.35t/m3

第三节、综采工作面成套设备选型原则液压支架作为一种支护设备用来管理采面围岩，正确选用液压支架的架型对提高综采工作面的各项指标，充分发挥综采设备的效能影响很大。对于液压支架来说，从技术上应首先能使支护阻力及支护强度与工作面的矿压相适应，然后再考虑支架结构与煤层赋存条件相适应，支护断面与通风要求相适应，以及三机配套的关系、生产安全的保证、工作面推进的速度、设备初期投资等因素。因此，正确进行液压支架的选型和结构设计，都必须深入研究矿压与支架的相互作用关系。

第三节、综采工作面成套设备选型原则液压支架的选型就是要确定支架类型、工作阻力、支护强度以及支架的结构参数。选型依据为地质条件（矿山压力、煤层条件、顶底板条件水文地质条件回采工艺及工作面参数工作面产量要求、矿井运输条件操作人员的使用习惯等。

第三节、综采工作面成套设备选型原则支架工作工作阻力的计算工作阻力：R=P×S顶/ηR——支架支护顶板所需工作阻力；S顶——支架控顶面积；P——支架支撑顶板所需的支护强度。η——支架支撑效率支架常用支护强度的计算方法：

（1）采高倍数容重法（2）顶底板分类估算法（3）岩梁位态方程法（4）回归公式法

第三节、综采工作面成套设备选型原则液压支架的结构形式正朝着简单实用方向发展，多采用整体顶梁掩护式液压支架。液压支架的结构设计更加合理，钢材选用趋向于高强度钢材的使用，减轻了支架的相对重量，加载试验循环次数向国外高标准看齐，大大增加了支架的使用寿命。液压支架支护范围逐步增大,目前支撑高度已增加到7～7.3米。液压支架的额定宽度（即两架中心距），已由1.25、1.5m增加到1.75m,正向2m发展，宽度增加，主要解决液压支架支撑高度增加和工作阻力和稳定性问题，以预防支架倾倒，同时可以加快移架速度，满足采煤机牵引速度要求，还可以减少电液控制装置的数量，降低工作面设备造价。

第三节、综采工作面成套设备选型原则电液控制系统正广泛应用到高产高效液压支架上和薄煤层支架，支架的供液系统，正向高压、大流量方向发展，大大提高了移架速度，同时降低了工人劳动强度。与采煤机和输送机的自动控制系统配合联动，实现完全自动化无人工作面，特别是薄煤层工作面意义重大。

第三节、综采工作面成套设备选型原则

刮板输送机是一种输送松散物料的连续动作式输送机，它是靠装在圆环链上的刮板在溜槽中的运动推动物料前进而实现物料输送的。刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续动作式运输机械。刮板输送机的牵引机构是绕经机头链轮和机尾链轮进行循环运动的闭合的刮板链；它的承载机构是溜槽。动力经电动机-（液力偶合器）-减速器，带动链轮驱动刮板链连续运行，将装在溜槽上的煤炭运送到机头处卸载。

第三节、综采工作面成套设备选型原则

(1)刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力并有一定备用能力，一般取1.2倍。

(2)应优先选用双电机机头驱动方式。

(3)应满足采煤机的配套要求、在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电机功率和刮板链强度等。电机功率主要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。刮板链的强度应按恶劣工况和满载工况进行验算。刮板运输机平均功率Np=0.6×（Nmax2+NmaxNx+Nx2）1/2Nmax满载功率

Nx空载功率

第三章、综采工作面配套简介工作面三机性能指标（1）合理的采高范围（最大满足每层赋存要求）（2）合理的安全通道（符合煤安要求）（3）合理的通风断面（符合煤安要求）行人空间、通风断面合理的采高范围

第三章、综采工作面配套简介工作面三机性能指标（4）合理的空顶距及梁端距（5）合理的过煤高度及过机高度（6）合理的铲间距（7）合理的运动部件的相对间隙合理的铲间距合理的空顶距及梁端距合理的过煤高度合理的过机高度

顺槽三机性能指标（1）皮带机与设备列车的配套关系和安全间隙。（2）转载机与皮带机的搭接关系（直接搭接、马蹄尔）第三章、综采工作面配套简介

顺槽三机性能指标（3）转载机与刮板输送机的搭接关系（4）端头架与转载机、刮板机的配套关系（5）转载机与超前支架的配套关系第三章、综采工作面配套简介

第三章、综采工作面配套简介巷道超前支架端头支架过渡支架排头支架

放顶煤综采工作面几种典型开采方式：第三章、综采工作面配套简介一次采全高综采工作面第三章、综采工作面配套简介

第三章、综采工作面配套简介

薄煤层综采工作面第三章、综采工作面配套简介

分层铺网工作面第三章、综采工作面配套简介

第三章、综采工作面配套简介

刨煤机配套设备第三章、综采工作面配套简介

第三章、综采工作面配套简介大倾角工作面配套设备防倒装置布置方式：平拉式防倒；斜拉式防倒。

大倾角工作面配套设备的防倒防滑第三章、综采工作面配套简介防滑组成：底座前后调架防滑；底调装置；

运输机防滑（硬连接或软连接）

第三章、综采工作面配套简介

第四章、工作面的正常工作状态（1）工作面三平一直，三平指底板平整、顶板平整、煤壁平整；一直指拉架后顶梁前端平齐，刮板机两个传动部平行。（2）支架没有歪斜和不接顶情况，杜绝工作面支架咬架，保证支架顶板平整接顶。（3）对有倾角的工作面必须保证机头处3~5架与工作面的顶底板垂直并不下滑。（4）支架的推移机构与刮板机连接应正确和可靠。（5）采煤机启动时尽量避免滚筒带载启动，采煤机左右行走灵活可靠、内外喷雾正常工作、截齿齐全、摇臂升降正常、工作面有倾角时采煤机的防滑可靠、采煤机行走轮与销排啮合正常，无跳齿和扫齿现象。

第四章、工作面的正常工作状态（6）采煤机过桥底档与刮板链无刮卡现象（7）刮板机启动正常（8）刮板机与转载机的搭接合理，无或少回头煤（9）刮板链的松紧合理，螺栓无松动，不发生跳链现象（10）销排连接紧固可靠（11）推溜过程中无漂溜现象和扎底现象（12）无漂链现象（13）两头过三角煤时采煤机摇臂、电机与刮板机的过渡槽、机头架无刮卡现象（14）转载机与皮带机搭接合理，卸料应居中，皮带机无跑偏（15）检测监控系统有效

第五章、工作面的非正常工作状态（1）工作面设备上窜下滑

解决方案：如果设备上窜，机尾加快推进度进行调整。如果设备下滑，机头加快推进度进行调整。（2）过断层时或倾角较大时发生支架接不了顶或倒架、咬架

解决方案：按照过断层、空巷、顶板破碎带时的有关安全技术措施进行及时护顶或预先支护，尽量缩短顶板暴露时间及缩小顶板暴露面积。采用“带压擦顶移架”，即同时打开降柱和移架手把，及时调整降柱手把，支架移动动后停止降柱，移架到规定步距后立即升柱。

第五章、工作面的非正常工作状态（3）冒顶片帮

解决方案：（a）主顶梁前端顶板破碎局部冒顶时，将顶梁用木料刹顶，再升柱使其严密接顶（必要时采取注粘结剂使顶板固化）。（b）当采高2．5m以上煤壁可能片帮时，支架应及时移架及时护顶，防止伪顶或直接顶离层，并有效的使用好护帮板，以防止煤壁片帮造成大面积冒顶。

第五章、工作面的非正常工作状态

第五章、工作面的非正常工作状态（４）支架扎底

解决方案：通过操纵抬底千斤顶可有效解决底座前端下陷扎底引起的推溜移架困难，实现顺利移架；若无抬底千斤顶，需在支架底座前端下方加垫坑木。

第五章、工作面的非正常工作状态（4）采煤机割顶梁割铲板

解决方案：根据仰采具体情况合理减小一次仰采角度，顺序过渡，推溜到位，避免采煤机割顶梁。根据俯采具体情况，一次推移，合理过渡，控制俯采角度，避免采煤机割铲板。运输机尽量减小弯曲。（5）采煤机开三角煤不顺畅或采不透

解决方案：机头机尾向工作面内窜动过大；在机头（尾）割煤时机头机尾向老塘侧偏移。（6）遇到断层

解决方案：

如果断层落差大于工作面采高时，提前做好割顶或割底煤准备，使工作面做好平滑过渡。

不要产生过大落差，导致支架倒架或咬架。

第五章、工作面的非正常工作状态（8）刮板机启动困难

解决方案：检查供电系统电压；检查机头机尾启动的顺序和时间间隔；检查采煤机机身处有无刮卡；检查下链道是否堵塞；检查溜槽上方是否存留大面积堆积煤；根据检查结果做相应处理。（9）刮板机刮板歪斜

解决方案：检查链条的伸长量，如伸长量过大超过标准，及时更换链条；检查接链环是否变形，如果变形，更换接链环；检查刮板的固定螺栓松紧度，如果较松，紧固螺栓。（10）刮板机漂链

解决方案：检查槽帮上沿有无损坏的缺口或错口过大的地方，更换溜槽和安上哑铃或大环使之处于正常状态。检查刮板的磨损情况，如果磨短大于20mm，更换刮板。

第五章、工作面的非正常工作状态（11）刮板机跳链解决方案：正常运转时检查圆环链张紧度，机头刮板链下垂两个环为正常，下垂量大于两环需要紧链。链条过紧导致啃链现象，此时要减两环。（12）刮板机拉回头煤解决方案：查看转载机与刮板机的位置（垂直高度、卸载高度和卸载距离）一般情况下卸载高度转载机的槽帮与刮板机机头下沿要有两个刮板的空间。如果小于两个刮板的空间，需要进行调整。（13）转载机与皮带机的搭接不合理：（a）转载机中心与皮带机中心有偏差（b）转载机与皮带机运输方向不平行。解决方案：（a）皮带机在卸料点进行皮带引导，使货载顺利引导到皮带机运输中心上。（b）使转载机与皮带机尽量控制在一个平行线上。

第五章、工作面的非正常工作状态（14）皮带机跑偏：（a）货物卸载偏载导致皮带机跑偏（b）皮带机机尾与皮带机不平行导致皮带机跑偏。解决方案：（a）采取措施使转载机物料卸载到皮带机运输中心，辅助调整皮带机托辊使皮回归正常工作，（b）调整皮带机与转载机的相对位置，使转载机合理卸料。59第一节、乳化液的组成1、乳化液：作为液压支架传递液压能、润滑和防锈的工作介质。1.1、组成：5％的乳化油和95％水组成。1.1.1、乳化油主要成分:基础油、乳化剂、防锈剂和其他添加剂（耦合剂、防霉剂抗泡剂等）。主要成分基础油增加乳化液的润滑作用，常用5号和7号高速机械油。乳化剂能够促使不同液体相溶，还有清洗、渗透和润滑作用。防锈剂用于防止与乳化液接触的金属表面不受腐蚀。1.1.2、水：水的质量十分重要，它不仅直接影响到乳化液的稳定性、防腐性和起泡性也关系到支架的过滤器的效率和使用寿命。第六章、工作面用乳化液601.1.2.1、对水质的要求：a、不含有机械杂质和悬浮物。b、pH值在6~9范围最适宜。c、氯离子的含量不应高于200mg/L。d、硫酸根离子的含量不应高于400mg/L。第二节、乳化液的配制和使用（1）配液后，应严格检验配油浓度是否达到5％的规定要求。（2）工作过程中如发现乳化液大量分油、析皂、变色、发臭或不乳化等异常现象，必须立即更换新液，然后查明原因。（3）泵站乳化液箱可备有足够量的副液箱，以备存储大量回液和清洗液。第六章、工作面用乳化液61（4）杜绝乳化液随意放泄，保持环境卫生，以防污染。（5）应采用同一牌号，同一厂生产的乳化油，如果两者牌号的乳化油混用，