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2014/9/11

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《2013 全国煤矿安全、高效、洁净开采新进展 》 会议. 大采高综采装备及开采技术发展现状. 娄金福. 天地科技开采设计事业部 二○一三年九月. 2014/9/11. 1. 汇 报 提 纲. 大采高综采推广普及情况. 1. 大采高综采装备研发现状. 2. 大采高综采关键技术. 3. 2014/9/11. 2. (一)我国 3.5m 以上厚煤层约占总储量的 44\% ,占总产量的 45\% 。 3.5 ~ 6m 煤层约占总储量的 34\% ,与综放开采相比,大采高综采回收率高、安全条件好,是实现高效集约化开采的首选技术。. 大采高综采. 综放开采.

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Presentation Transcript
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《2013全国煤矿安全、高效、洁净开采新进展》会议

大采高综采装备及开采技术发展现状

娄金福

天地科技开采设计事业部

二○一三年九月

2014/9/11

1

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汇 报 提 纲

大采高综采推广普及情况

1

大采高综采装备研发现状

2

大采高综采关键技术

3

2014/9/11

2

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(一)我国3.5m以上厚煤层约占总储量的44%,占总产量的45%。3.5~6m煤层约占总储量的34%,与综放开采相比,大采高综采回收率高、安全条件好,是实现高效集约化开采的首选技术。

大采高综采

综放开采

一、大采高综采技术应用情况

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(二)经过近十年的开采实践与探索,在大采高综采岩层控制理论、装备研发、安全保障等方面取得了重大进展,实现了成套装备国产化,以大采高综采技术为支撑,涌现了一批年产千万吨的高产高效矿井,开采技术指标达到了国际先进水平,取得了重大的经济和社会效益。
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补连塔矿

7m

寺河矿

6.2m

枣庄付村

ZY6400-25/53

枣庄付村

ZY6400-25/53

羊场湾煤矿

6.2m

黄陵二号矿

ZY10000-26/55

图大采高综采工作面的地域分布

9/11/2014

5

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神华补连塔煤矿:世界第一个7m大采高工作面

设计能力1300万t。平均煤厚7.31m,面长301m,推进长度4966m,设计采高6.8m。

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国内首套7m支架:ZY16800/32/70D

表 ZY16800/32/70D主要技术参数

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陕煤化红柳林煤矿:支架工作阻力最大

25202工作面设计年产量1200万t,采高6.8m,工作面长度300m,推进长度3000m,

基本支架选用ZY18800/32.5/72D型。

2011年12月25日,陕西卫视报道红柳林矿单井原煤年产量突破1500万t,跃升国内一流矿井。

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二、大采高综采装备研发现状
  • 大采高液压支架
  • 两柱掩护式支架
  • 双伸缩、一柱两阀
  • 中心距1.75m、2.05m
  • 环形双回路供液
  • 整体顶梁、双侧活动侧护板,行程≥200mm
  • 顶梁前端设计伸缩梁,铰接二、三级护帮机构
  • 大缸径平衡千斤顶
  • 长推杆倒装千斤顶推移机构
  • 底座前端设计抬底机构
  • 泵站压力37.5MPa
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电液控制系统

图 电液控制系统示意

  • 双向成组自动移架
  • 双向成组推溜
  • 双向成组护帮板伸缩
  • 初撑力自检补液
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采煤机

图 三段式机身形式

图 低速大转矩抗冲击摇臂

图节距147mm的强力销轨式行走机构

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表 大采高综采国产采煤机参数

截割功率≥750kW,装机功率≥2000kW

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表 大采高综采进口采煤机参数

与国外采煤机相比,国产采煤机可靠性仍有较大差距。

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重型刮板输送机

图 高强度链轮组件

图 整体铸焊式中部槽

图 交叉侧卸机头架

图 700kW摩擦限矩器

图 48×152mm强韧性链条

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表国外新型工作面刮板输送机主要技术特征

国内:西北奔牛

张家口煤机厂

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三、大采高综采关键技术

1、支架支护强度确定

支护强度:1.1~1.2MPa

  • 计算机模拟分析
  • 工程类比法
  • 估算法
  • 倍重系数法

图支护强度与顶板最大下沉位移关系图

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2、大采高工作面过渡方式
  • 沿底掘巷,缓慢过渡

图沿底掘巷缓慢过渡

  • 应用案例:晋城矿务局
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沿顶掘巷,卧底转平,机尾台阶

图沿顶掘巷

  • 适应条件:顶板完整性好,强度高,工作面涌水量小。
  • 应用案例:霍尔辛赫、寺家庄矿、陕西铜川下石节
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大梯度垂直过渡
  • 适应条件:煤层较为坚硬的条件
  • 应用案例:神东矿区
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40t

55t

框架式

80t

搬运车

25t

铲板式

40t

太原煤科院

3、支架下井

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支架解体下井

图 支架解体下井运输方案

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4、工作面回撤

图 双通道搬家示意图

图 单通道搬家示意图

图 四柱支撑掩护式搬家支架

图 伸缩杆式搬家支架

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5、大采高工作面片帮冒顶防治
  • 常见片帮形式

图破碎顶板大采高工作面煤壁破坏形式

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片帮冒顶防治
  • 选用两柱掩护式支架,提高支护强度,控制端面顶板下沉,减小端面冒顶,避免煤壁片帮。
  • 二级护帮板,高度2.75m。三机护帮板,高度3.6m。
  • 整体顶梁,双侧活动侧护板。
  • 支架采用电液控制系统。
  • 工作面布置:俯伪斜;与煤体的垂直节理保持斜交。
  • 加强支架的初撑力管理,带压移架,片帮时超前移架。
  • 工作面倾向发生大范围的煤壁片帮,可以采用台阶割煤。
  • 遇到特殊地质构造、片帮严重的情况,可以采用注浆加固。
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