煤矿综采工作面总体配套最新技术

综采工作面总体配套技术刘俊峰研究员开采装备研究所2019年09月2二、典型总体配套介绍三、成果及展望一、综采设备总体配套技术3二、典型总体配套介绍三、成果及展望一、综采设备总体配套技术综合机械化开采是煤炭行业的最重要成果，将采煤工作面主要生产环节——采、支、运、供电、检测、通信等有机结合、协同配置。总体配套：根据煤层赋存条件与矿井设计要求，进行工作面综采设备、供液系统、自动化控制系统、降尘系统、供电系统等配套关系的协调设计。总体配套的特点采煤机液压支架刮板输送机转载机、破碎机、自移机尾皮带输送机乳化液泵站喷雾泵站乳化液箱高压过滤站供电设备等综采工作面设备众多，厂家各异总体配套的特点全•煤层地质条件分析•工作面设计•矿压分析•主运辅运校核•供电供液•智能化设计•招标技术规格书•三机配套•样机检验•制造监理•后期设备改造升级细•不同厂家设备尺寸不同•不同配套的端面距•不同厂家的联结方式•矿区水质•联结电缆的供应•机电设备安装新•永磁电机•集成供液•远距离供电•远距离供液•智能化程度•沿空留巷•110、N00•充填开采•超长工作面总体配套的特点不同厂家之间的协调配套尺寸的协调供电、供液、协调数据接口的统一生产能力的协调地质条件的适应性矿井主辅运系统的适应性备品备件的适应性矿井投资概算的适应性新旧设备的适应性协调性适应性支架围岩关系提出超液压支架与围岩的“三耦合”作用原理，揭示出液压支架与围岩作用的本质是多场有效耦合总体配套的核心是液压支架，液压支架研究的前提是支架围岩关系。9液压支架设计进行液压支架结构件强度计算和材质选取。液压支架材质：16MnQ460Q550Q690Q890抗冲击立柱：360mm、380mm、400mm、420mm、440mm、500mm、530mm、600mm大流量安全阀：1000L/min。70-80年代中期：引进国外液压支架及成套装备80年代中期开始：试制国产综采装备，承担了自“七五”以来本领域80%以上国家攻关项目和新型液压支架设计21世纪初期：提出围岩耦合控制原理和方法，创建了我国综采支护技术理论和标准体系。我国煤炭资源赋存条件复杂、开采难度大，装备所团队30多年致力于相关技术的研究，走出了一条由引进、消化吸收、国产化到走出去的创新之路。液压支架设计11二、典型总体配套介绍三、成果及展望一、综采设备总体配套技术121大采高开采装备总体配套2薄煤层智能装备总体配套3大倾角煤层总体配套4智能化工作面总体配套实现了由工作面机采高度至巷道支护高度的一次性过渡,单一工作面可多回收煤炭资源近40万t。三角煤损失14金鸡滩108工作面煤层厚度5.5～8.4m，工作面长度300m，推进长度5538m，工作面日产5.7万吨，月产150万吨以上水平。108工作面开切眼8.2m超大采高工作面最小采高达到0.6m。适应1.2~1.5m煤层的大功率综采自动化装备，年产量达到60～80万吨。2、薄煤层智能装备总体配套我国复杂难采煤层分布广，35°以上大倾角煤层综采存在较大困难！3、大倾角煤层开采技术自撑邻拉底推顶挤创新防倒滑技术3、大倾角煤层开采技术在福城煤矿55°大倾角煤层5m大采高条件下，月产达30万吨；在松藻逢春煤矿开采煤层倾角达到65°以上，创造了大倾角综采的世界纪录。4、智能化工作面配套技术视觉、听觉等，借助一定的传感器和监测监控仪器，获取信息较感性，单项信息的精确度不够，获取量有限大量压力传感器、距离传感器等，信息获取精度高，可全天候实时获取没有时间场合的限制。对信息的判断、决策依靠个人经验，个体差异较大依靠程序决策，可复制、可重复性强；通过自学习，可实现自我提高。对信息的判断、决策依靠个人经验，个体差异较大执行精准，坚决，快速。综合机械化人工操作智能化开采信息获取决策执行4、智能化工作面配套技术形成了护帮板精准控制技术通过液压支架行程传感器和压力传感器的方式完成对工作面煤壁片帮条件下的智能化精准姿态控制。支架支架支架煤壁护帮板护帮板护帮完全收回护帮收回3/4护帮收回1/2护帮收回1/4采煤机支架护帮板护帮板行程传感器：使护帮板伸出姿态达到多级精确控制压力传感器：使护帮板对煤壁支撑力达到预设值4、智能化工作面配套技术片帮控制前片帮控制后煤壁片帮控制效果。4、智能化工作面配套技术该系统与采煤机关联提供一种智能化综采工作面的采煤机多级控制方法，建立瓦斯浓度与采煤机牵引速度之间的耦合关系，当瓦斯浓度波动异常时可提前对未来危险进行预测，使报警时间前置，并通过危险的等级，适当调整采煤机牵引速度，确保工作面能够安全高效生产。项目普通综采工作面智能化工作面对比效果经济效益（万元）产量（万吨）450600增产150万吨75000生产班工作面人数（个）209减少11人700研究了工作面顺槽超前支护系统，采用视屏监控及远程控制技术，实现了超前支架的远程安全控制。22二、典型总体配套介绍三、成果及展望一、综采设备总体配套技术黄陵国产智能化工作面实现无人操作、有人巡视。大同塔山煤矿等特厚煤层智能化放顶煤工作面年生产能力达到1500万吨；陕煤集团陕北矿业、榆北煤业、山东兖矿金鸡滩煤矿等7~8.2m超大采高智能化工作面年生产能力达到1500万吨；每年承担综采工作面设备总体配套液压支架设计等项目100多项。共计完成综采工作面总体配套超过2000项。综采工作面总体配套设计三、成果及展望国家标准制定开采装备所负责起草了GB25974.2010《液压支架通用技术条件》、《大采高液压支架技术条件》、《放顶煤液压支架技术条件》《液压支架安全性要求》等国家标准和行业标准，主持建立了我国液压支架标准体系。序号标准编号标准名称1GB/T16414-2008煤矿科技术语岩石力学2GB/T15663.3-2008煤矿科技术语第3部分：地下开采3GB/T23561.1-2009煤和岩石物理力学性质测定方法第1部分：采样一般规定4GB/T23561.2-2009第2部分：煤和岩石真密度测定方法5GB/T23561.3-2009第3部分：煤和岩石体密度测定方法6GB/T23561.4-2009第4部分：煤和岩石孔隙率测定方法7GB/T23561.5-2009第5部分：煤和岩石吸水性测定方法8GB/T23561.6-2009第6部分：煤和岩石含水率测定方法9GB/T23561.7-2009第7部分：单轴抗压强度测定及软化系数计算方法10GB/T23561.8-2009第8部分：煤和岩石变形参数测定方法11GB/T23561.9-2009第9部分：煤和岩石三轴强度及变形参数测定方法12GB/T23561.10-2010第10部分：煤和岩石抗拉强度测定方法13GB/T23561.11-2010第11部分：煤和岩石抗剪强度测定方法14GB/T23561.12-2010第12部分：煤的坚固系数测定方法15GB/T23561.13-2010第13部分：煤和岩石点载荷强度指数测定方法16GB/T23561.14-2010第14部分：岩石膨胀率测定方法17GB/T23561.15-2010第15部分：岩石膨胀应力测定测定方法三、成果及展望•煤矿综采工作面总体配套导则•薄煤层综采工作面总体配套技术条件•中厚煤层综采工作面总体配套技术条件•大采高综采工作面总体配套技术条件常规•综采放顶煤工作面总体配套技术条件•大倾角综采工作面总体配套技术条件•大倾角综放工作面总体配套技术条件•综采综放工作面超前支护系统技术条件特殊条件•综采工作面支护质量检测与控制技术条件•综采综放工作面常规供电系统设计规范•综采综放工作面远距离供电系统技术规范•综采综放工作面智能降尘系统技术条件辅助技术国家标准制定三、成果及展望技术要求一般要求适用条件单机要求中部配套要求机头机尾配套要求端头配套要求平面布置图要求系统要求自动化控制要求运输系统要求供液系统要求防灭火系统要求降温系统要求降尘系统要求配套的验证国家标准制定三、成果及展望1、综采设备及配套辅助设备的尺寸、功能、能力、寿命应能够相互协调匹配。2、综采设备应具有较高的可靠性、通用性与技术前瞻性，设备的生产能力应略大于工作面生产能力，并考虑综采设备全生命服务周期对设备产能的要求，避免设备的生产能力富裕系数过大或过小。综采工作面设备应该能够满足左、右工作面互换的需要，并分别进行左、右工作面系统集成配套设计。3、综采工作面应选择技术成熟、性能可靠的综采设备，在满足生产能力要求的前提下，设备的尺寸应尽量减小，在条件允许的情况下，应优先选择自动化、智能化程度较高的综采设备。4、优先选择通信接口、协议等开放的设备，保证设备能够实现通信与控制。5、工作面系统集成配套设计需要由专业机构进行专项设计。总体配套原则三、成果及展望展望三、成果及展望支架围岩关系•从平面到立体•从二维到三维•从现场到理论•从力学问题到数学问题•建立统一的支架围岩关系数学模型智能化工作面配套•信息融合•系统兼容•可靠性提高•工作面设计一张图标准制定•工作面配套三维化•信息化接口•数据模式•平台标准•智能化工作面标准刘俊峰13661192619