任务2 安全高效一次采全高综采技术课件

1、1任务任务2 2 安全高效一次采安全高效一次采 全高综采技术全高综采技术内容提要内容提要安全高效矿井的含义安全高效矿井的含义安全高效矿井的主要特点安全高效矿井的主要特点大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验三三一一二二一一 高产高效矿井的含义高产高效矿井的含义高产高效矿井就是在一定时期内，矿井产量和效率等主要技术经济指标明显高于同类矿井平均水平的矿井。高产高效矿井的基本概念，可归纳为“三高、四好三高、四好”。 “三高三高”即单产即单产水平高，劳动效率高，资源回收率高；水平高，劳动效率高，资源回收率高；“四好四好”即经济效益好，安全状即经济效益好，安全状况好，劳

2、动条件好，环境治理好况好，劳动条件好，环境治理好。“高产”的含义主要指提高矿井、采区、工作面的单产和单进。“高效”的含义应概括为提高劳动效率、提高资源回收率、提高经济效益。 建设高产高效矿井是通过提高采掘机械化水平和矿井综合生产能力，简化生产环节，达到提高单产、提高工效、提高经济效益的目的。二、安全高效矿井的主要特点安全高效矿井的主要特点 矿井井型大型化矿井井型大型化（3-5Mt/a)1开拓布置单一化（一水平一层煤、一井开拓布置单一化（一水平一层煤、一井一面）一面）2煤炭生产集中化煤炭生产集中化（面长推进长度长、大（面长推进长度长、大断面多巷式）断面多巷式）3设备选型配套合理化（设备选型配套合

3、理化（采运支成套配置采运支成套配置）4巷道掘进联合机组化（掘锚联合巷道掘进联合机组化（掘锚联合机组）机组）5通风系统简单实用化通风系统简单实用化(风量大风量大,阻阻力低）力低）62005年全国有3个综采队年产量超过千万吨。这3个综采队及产量分别为：神华集团神东煤炭分公司哈拉沟煤矿综采队1064万吨（百人千万吨）、上湾煤矿综采队1048万吨、补连塔煤矿综采一队1000万吨。同煤大唐塔山煤矿公司综采一队2009年全年生产煤炭1000多万吨；2009年宁夏神宁集团羊场湾煤矿综采一队年产煤1028万吨。截止2013年我国已经建成千萬吨级煤矿53处，产量7.3亿吨。 一般来说国内综采工作面长度在1502

4、50米。1995年美国综采工作面长度达335m，平均246m，大于300m占13.89%。神华神东煤炭集团相继创新了第一个300米、360米、400米加长工作面；首创了世界上第一个5.5米、6.3米、7米大采高重型工作面和中厚偏薄煤层自动化工作面。综采采区单面布置，其走向长度一般不小于1000 m；当双面布置时，一般不小于2000 m。神华宁煤集团羊场湾煤矿综采工作面走向长度设计为3553m。美国和澳大利亚采区走向长度可达 60008000m 。多巷式布置多巷式布置工作面运输平巷和回风平巷采用大断面多巷式布置，一般为双巷或三巷，主要是满足通风和辅助运输的需要。还有采用四巷或五巷布置。综采面下侧

5、双巷布置综采面下侧双巷布置四条平巷布置四条平巷布置我国工作面设备选型配套三种：我国工作面设备选型配套三种： 全套国产设备装备的高产工作面占90.3。部分引进设备和部分国产设备装备的工作面 。引进的大功率、高可靠性的电牵引采煤机、重型刮板输送机、转载机、破碎机及长距离大运量带式输送机等设备和电液控制液压支架装备的工作面 。 世界最大功率、国产一次采全高综采设备在同煤集团晋华世界最大功率、国产一次采全高综采设备在同煤集团晋华宫矿工作面宫矿工作面20112011年投入生产（工作面走向长年投入生产（工作面走向长17001700米，煤层米，煤层厚度厚度5.35.3至至6.56.5米，倾角为米，倾角为1

6、1度度1010度，可采储量度，可采储量178178万吨）万吨）, ,标志着我国大采高开采煤炭的能力走在了世界前列标志着我国大采高开采煤炭的能力走在了世界前列。采煤机由上海创力采煤机由上海创力矿山设备公司制造，矿山设备公司制造，功率为功率为27602760千瓦，千瓦，采高范围在采高范围在3.5-3.5-6.56.5米，具有大功米，具有大功率、高可靠性、智率、高可靠性、智能化、电牵引的特能化、电牵引的特点，技术参数先进，点，技术参数先进，国际化配置，可实国际化配置，可实现可视化开采。现可视化开采。液压支架由山西平液压支架由山西平阳重工机械公司制阳重工机械公司制造，最低支撑高度造，最低支撑高度2.8

7、米，最高支撑高米，最高支撑高度度6米，初撑力米，初撑力10128KN，支架单，支架单个阻力个阻力13000KN，重达重达46t。配套的刮。配套的刮板输送机、轮式破板输送机、轮式破碎机、顺槽用转载碎机、顺槽用转载机均由山西忻州通机均由山西忻州通用机械公司生产，用机械公司生产，具有良好的安全性具有良好的安全性和可靠性。和可靠性。部分安全高效矿井综采设备配套实例特点部分安全高效矿井综采设备配套实例特点 编编号号煤矿煤矿工作面工作面条件特点条件特点设备特点设备特点效益特点效益特点综合特点综合特点1 1邢台东庞矿邢台东庞矿2703倾角最大倾角最大3737，采高最大，采高最大4.8m，来压明显，顶板较稳，

8、来压明显，顶板较稳定定BY3600-25/50型掩护式支型掩护式支架，架，MXA-300/4.5型，采高型，采高2 . 3 4 . 4 5 m ， S G Z C -764/320型刮板输送机。型刮板输送机。19951995年产量年产量170.1万万t， 最 高 产 月 产 量， 最 高 产 月 产 量24.515万万t，最高工效，最高工效135.44t/工工国产最高的掩国产最高的掩护式大采高支护式大采高支架配套设备架配套设备2 2神东大柳塔矿神东大柳塔矿201煤层倾角煤层倾角3 3，厚，厚4.28m，周期来压明显，对生产有一周期来压明显，对生产有一定影响，有两条断距定影响，有两条断距1.85

9、.3m的正断层，工作面条带的正断层，工作面条带式布置式布置用德国产的用德国产的WS1.7WS1.7型掩护式型掩护式液 压 支 架 ， 美 国 久 益 产液 压 支 架 ， 美 国 久 益 产6LS-03型双滚筒电牵引采型双滚筒电牵引采煤机，英国产煤机，英国产LX(2A)-2000/1000重型刮板输送机重型刮板输送机1996年年3月产量达月产量达17.37万万t，平均日产，平均日产10217t，最高班产，最高班产11869t，工作面效率，工作面效率170t/工工采煤机与液压采煤机与液压支架可以联动支架可以联动3 3开滦钱家营矿开滦钱家营矿1324E煤层平均厚度煤层平均厚度2.67m2.67m，

10、煤层，煤层硬度硬度f4f4，煤层平均倾角，煤层平均倾角7 7，有两条断层，工作面，有两条断层，工作面内裂隙发育，局部顶板破碎内裂隙发育，局部顶板破碎。MG200/500-AWDMG200/500-AWD采煤机，采煤机，ZY3600-11/28ZY3600-11/28液压支架，液压支架，SGZ-730/400SGZ-730/400型刮板输送机型刮板输送机平均日产平均日产2890t，最，最高日产高日产3586t，最高，最高月产月产90012t。4 4神东上湾煤矿神东上湾煤矿51103近水平煤层，倾角近水平煤层，倾角1 13 3，顶底板稳定，采高顶底板稳定，采高5.45.4米。米。德国艾柯夫公司德国

11、艾柯夫公司SL-500SL-500双双滚筒采煤机。刮板输送机滚筒采煤机。刮板输送机、转载机、破碎机由美国、转载机、破碎机由美国JOYJOY公司生产，采用德国公司生产，采用德国DBTDBT公司制造的双柱掩护式公司制造的双柱掩护式支架。支架。上湾矿用上述设备，上湾矿用上述设备，创下日产创下日产4.6万万t、年、年产产1075万万t原煤的世原煤的世界记录。界记录。综采工作面设备配套原则综采工作面设备配套原则 采煤机、刮板输送机和液压支架之间横断面配套尺寸要合适，从顶板控制角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度越小越好 。从顶板控制考虑，从顶板控制考虑，端面端面距距值越小越好，但由于沿值越小越好，但

12、由于沿工作面推进方向底板起伏工作面推进方向底板起伏不平，输送机发生偏斜会不平，输送机发生偏斜会导致采煤机滚筒截到顶梁，导致采煤机滚筒截到顶梁，故需留一定的端面距。一故需留一定的端面距。一般端面距为般端面距为200400mm，煤层薄取小值，煤层薄取小值，煤层厚取大值。煤层厚取大值。综采工作面“三机”性能应相互匹配：输送机的生产能力应大于采煤机的生产能力，液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度。工作面转载机和平巷带式输送机与刮板输送机的配套指的是运输能力上的配套，其原则是由里（工作面）向外（平巷）的运输设备能力后者大于前者。如美国福克矿安全高效综采工作面用德国布朗公司HR280型刮板输送机，槽宽

13、1000mm，链速1.45m/s，运输能力3000t/h；转载机溜槽宽1200mm，链速1.79m/s，运输能力3500t/h；平巷用美国FMC公司产可伸缩带式输送机，吊挂式带式输送机带宽1524mm，运输能力4000t/h。 综采工作面各单机设备的大修周期应该相互接近 ，以便充分发挥综采设备的整体效能。 巷道掘进联合机组化巷道掘进联合机组化 综采工作面的推进速度很快，平均推进速度一般为1020m/d，这就要求平巷的掘进速度为3050m/d，甚至60100m/d（按双巷制计算），这样高的掘进速度，部分断面掘进机已难以达到。因此，美国和澳大利亚的矿井全部使用连续采煤机或掘锚联合机组开掘工作面平巷

14、。 我国和其他产煤国 家也正在推广使用 上述两种机型开掘 工作面平巷。连续采煤机动画模拟视频掘锚联合机组掘锚联合机组发展掘锚联合机组，实现发展掘锚联合机组，实现“掘支锚掘支锚一体化一体化”平行作业，将是加快煤巷平行作业，将是加快煤巷锚杆支护单进速度的必要手段。锚杆支护单进速度的必要手段。三.大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验 神华神东煤炭集团立足世界前沿水平，创新采煤技术，形成了千万吨矿井的核心技术体系。先后建成了全国第一个年产1000万吨、1200万吨和1400万吨综采队、第一个年产1500万吨、2000万吨和2500万吨的矿井；相继创新了第一个300米

15、、360米、400米加长工作面；首创了世界上第一个5.5米、6.3米、7米大采高重型工作面和中厚偏薄煤层自动化工作面。大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验 充分利用煤层赋存条件，优化矿井和采区设计，为高充分利用煤层赋存条件，优化矿井和采区设计，为高产高效矿井建设提供自然优势产高效矿井建设提供自然优势一、一、大柳塔煤矿井田构造简单，煤层倾角平缓，赋存稳定，埋藏浅，易大柳塔煤矿井田构造简单，煤层倾角平缓，赋存稳定，埋藏浅，易开采，顶板中等稳定，适开采，顶板中等稳定，适 合全部垮落法管理顶板，瓦斯含量低，安合全部垮落法管理顶板，瓦斯含量低，安全条件理想，适合机械化

16、长壁式大强度开采全条件理想，适合机械化长壁式大强度开采. .有有3 3 层可采煤层，平均厚度层可采煤层，平均厚度4 46m6m，属低灰、低硫、，属低灰、低硫、低磷、中高发热量的环保型绿色煤炭低磷、中高发热量的环保型绿色煤炭. . 大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验 采用采用平硐开拓平硐开拓方式方式 1充分利用了煤层赋存稳定，开采条件好的优势，采用充分利用了煤层赋存稳定，开采条件好的优势，采用平硐开平硐开拓，盘区式拓，盘区式布置，沿煤层布置大巷，沿大巷两侧直接布置条布置，沿煤层布置大巷，沿大巷两侧直接布置条带工作面，开拓方式简单，工程量少带工作面，开拓方式简

17、单，工程量少 ，建井速度快，周期短，建井速度快，周期短，投资少，见效快。投资少，见效快。 带式输送机大巷与井筒直接相连，井筒在煤层露头开拓时，就与带式输送机大巷与井筒直接相连，井筒在煤层露头开拓时，就与带式输送机大巷合二为一，带式输送机大巷合二为一， 实现了带式输送机一条龙连续运输，实现了带式输送机一条龙连续运输，大大提高了矿井的提升能力。大大提高了矿井的提升能力。 开拓系统由开拓系统由4 4条平巷组成，一条带式输送机大巷条平巷组成，一条带式输送机大巷 ，两，两条辅助运输平巷，一条总回风巷。矿井采用抽出式条辅助运输平巷，一条总回风巷。矿井采用抽出式通风，走向长壁后退式采煤法。通风，走向长壁后退

18、式采煤法。 基本做到当年投产、当年达产、当年建成高产高效矿井，如淮南张集、永城陈四楼、黄陵一矿、铜川玉华等矿井都属于这一模式。大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验 优化工作面设计优化工作面设计,回采工作面沿大巷条带式布置回采工作面沿大巷条带式布置 2工作面采用多巷布置工作面采用多巷布置三巷布置三巷布置1邻近工作面巷道；邻近工作面巷道；2运料巷道；运料巷道；3备用巷道；备用巷道；4运煤巷道运煤巷道 1回风平巷；回风平巷；2采空区；采空区；3工作面；工作面；4风障；风障；5永久性风墙；永久性风墙；6运输轨道；运输轨道；7带式输送机；带式输送机；8进风平巷进风平巷 四巷布置四巷布置运煤能力大运煤能力

19、大, ,同同时多平巷时多平巷方便方便人员通行人员通行和和工工作面设备及材作面设备及材料运输。料运输。 进风容易进风容易，单，单巷风阻低且能保巷风阻低且能保证工作面有足够证工作面有足够的风量，特别当的风量，特别当煤层瓦斯涌出量煤层瓦斯涌出量较大，工作面后较大，工作面后退推进速度很快退推进速度很快时能时能防止瓦斯防止瓦斯聚集聚集。 当主通道因事当主通道因事故被封死时，故被封死时，多平巷可提供多平巷可提供备用脱险通道备用脱险通道，其余平巷仍，其余平巷仍能提供足够风能提供足够风量，以保证工量，以保证工作面正常生产作面正常生产 。123多巷布置优点多巷布置优点回采工作面沿大巷条带式布置，省去了盘区巷道，

20、减少了通风、运输、供排水、供电等系统工程，更便于管理 。同时增加了矿井的开拓煤量和准备煤量，缓减了生产接续的紧张。这种布置减少了盘区煤柱，提高了煤炭回收率，简化了环节，不论是煤炭运输、辅助运输、无轨胶轮车辅助运输， 材料、设备与人员可以不经任何转载环节，一直运送到采掘工作面。 大柳塔矿高产高效矿井建设的做法与经验 工作面设计打破传统设计规范，实现与国际水平的接轨，改革巷工作面设计打破传统设计规范，实现与国际水平的接轨，改革巷道布置，加大采区几何尺寸道布置，加大采区几何尺寸 ，增加采区储量，保证高产高效矿井，增加采区储量，保证高产高效矿井建设的进行建设的进行。 优化工作面设计尺寸优化工作面设计尺

21、寸 3工作面长度设计为工作面长度设计为220220250m250m，平均，平均235m 235m ，大大增加，大大增加工作面快速截割时间。工作面快速截割时间。 工作面走向长度为工作面走向长度为200020005000m5000m，平均，平均3500m3500m，可减少，可减少工工 作面搬家次数作面搬家次数 。美国长壁工作面长度绝大部分在美国长壁工作面长度绝大部分在200200300m300m之间，之间，根据我国煤矿近几年综采面统计数据，我国综采面根据我国煤矿近几年综采面统计数据，我国综采面长度最佳值为长度最佳值为150150250m250m之间之间。 巷道全部推广应用锚杆支护巷道全部推广应用锚

22、杆支护 4根据煤层稳定、埋藏浅，坚硬而韧性大的特根据煤层稳定、埋藏浅，坚硬而韧性大的特点，巷道全部采用锚杆支护，锚杆支护率达点，巷道全部采用锚杆支护，锚杆支护率达到到100%100%。采用树脂锚杆支护，具有预张力。采用树脂锚杆支护，具有预张力和锚固力强的特点，改善了巷道支护状况，和锚固力强的特点，改善了巷道支护状况，促进和保证了安全生产，节省了人力、物促进和保证了安全生产，节省了人力、物力，提高了工效。力，提高了工效。 生产高度集中，优化合理格局生产高度集中，优化合理格局 5矿井生产模式为矿井生产模式为“一矿两井两面一矿两井两面”，生产布局为，生产布局为“一一综两连综两连”，即分别在大柳塔井和

23、活鸡兔，即分别在大柳塔井和活鸡兔 井各布置一个井各布置一个高产高效综采工作面，一个综采工作面配置两个连续采高产高效综采工作面，一个综采工作面配置两个连续采煤机掘进工作面，生产煤机掘进工作面，生产 环节少，系统简单，单产单进高，环节少，系统简单，单产单进高，劳动效率高，综采面每班劳动效率高，综采面每班7 71010人，月产量最高超过人，月产量最高超过9090万万t t 。 实现了实现了“采掘工作面采掘工作面生产集中化生产集中化 ，机电，机电一体化，掘、支、运一体化，掘、支、运系统化系统化，主要运输系，主要运输系统统胶带化胶带化，辅助运输，辅助运输无轨胶轮化无轨胶轮化，井巷，井巷支护支护 锚喷化，

24、安全生产锚喷化，安全生产监测自动化监测自动化，现，现代化程度达到国内一流水平。代化程度达到国内一流水平。 二、二、安全高效综采设备配套技术应用安全高效综采设备配套技术应用1.优化设备配套，提高工作面的整体生产能力 6LS-56LS-5型电牵引双滚筒采煤机型电牵引双滚筒采煤机 截割高度截割高度2.22.24.4m4.4m截深截深0.85m0.85m 大功率大运量高强度重型化大功率大运量高强度重型化 坚固耐坚固耐用用 集中控制联动集中控制联动 大运量长距离高强度软启动带式输送机大运量长距离高强度软启动带式输送机 带宽带宽1.4m带速带速4m/s小时能力小时能力2500t 高阻力整体顶梁两柱掩护式高

25、阻力整体顶梁两柱掩护式 支护高度支护高度2.22.24.3m4.3m工作阻力工作阻力7625kN7625kN支护强度支护强度0.951Mpa0.951Mpa 采煤机采煤机刮板输刮板输送机送机运输巷运输巷输送机输送机 液压液压支架支架 美美国国J JOOY Y公公司司 美国朗艾道公司和澳美国朗艾道公司和澳大利亚大利亚ACEACE公司生产公司生产 6LS-5型电牵引双滚筒采煤机由于矿井主要巷道布置在煤层中，进口由于矿井主要巷道布置在煤层中，进口连续采煤机连续采煤机组（采煤组（采煤机、梭车、运煤车、锚杆机、破碎机、铲车）机动灵活、自机、梭车、运煤车、锚杆机、破碎机、铲车）机动灵活、自掘自采效率高，安

26、全性好，回采率高，产量大，双巷掘进能掘自采效率高，安全性好，回采率高，产量大，双巷掘进能最大限度地发挥效率，月平均进尺最大限度地发挥效率，月平均进尺2000m2000m以上，最高超过以上，最高超过3200m3200m，从根本上改变了采掘失调现象，从根本上改变了采掘失调现象 。使用锚杆机打眼，。使用锚杆机打眼，2 2个人可以同时打个人可以同时打4 4个眼，从打眼到锚固仅用个眼，从打眼到锚固仅用2 23min3min，效率，效率在每人每班在每人每班9 09 0140140根，根，空顶时间短空顶时间短，劳动强度低，效率，劳动强度低，效率高，锚杆机都配备了可靠的高，锚杆机都配备了可靠的临时支护系统临时

27、支护系统，保证人身安全，保证人身安全，干式打眼，采用吸尘装置干式打眼，采用吸尘装置，为保证综采工作面快速推进创造，为保证综采工作面快速推进创造了条件。了条件。 进口连续采煤机组的成功应用进口连续采煤机组的成功应用2连续采煤机组连续采煤机组连续采煤机组连续采煤机组辅助运输采用世界上最先进的辅助运输采用世界上最先进的无轨胶轮车无轨胶轮车，井下巷，井下巷道采用支架搬运车、多功能车、客货两用车及人车输道采用支架搬运车、多功能车、客货两用车及人车输送设备、材料和人员，机动灵活，操作简易，装卸方送设备、材料和人员，机动灵活，操作简易，装卸方便，效率高，成本低，快捷便，效率高，成本低，快捷 、安全。工人上下

28、班乘、安全。工人上下班乘坐无轨胶轮车仅需坐无轨胶轮车仅需101030min30min直接到达采掘工作面，直接到达采掘工作面，节省时间和体力节省时间和体力 ，且安全可靠。，且安全可靠。 辅助运输胶轮化确保了生产准备优质高效辅助运输胶轮化确保了生产准备优质高效 3无轨胶轮车井下主运输系统采用澳大利亚井下主运输系统采用澳大利亚ACEACE公公司的长距离、大运量带式输送机，单司的长距离、大运量带式输送机，单点多电机，点多电机，CSTCST软启动，采用软启动，采用PLCPLC控控制，保护齐全，保证了运输的可靠性。制，保护齐全，保证了运输的可靠性。胶带宽胶带宽1.6m1.6m，带速，带速4m/s, 4m/

29、s, 最大运输最大运输能力能力3000t/h,3000t/h,矿井主带式输送机全矿井主带式输送机全长长4620m4620m，实现了，实现了操作集中化，操作集中化，管理信息化管理信息化，保障了运输的可靠性。，保障了运输的可靠性。 带式输送机确保了煤炭运输连续化带式输送机确保了煤炭运输连续化 4三、三、科技创新为高产高效矿井建设提供技术力量科技创新为高产高效矿井建设提供技术力量 采用国际上最先进的采用国际上最先进的“辅助多通道辅助多通道”快速搬家新工艺快速搬家新工艺 1创造了“ 辅助多通道”，配以高强度复合塑料网护顶和铺底固化道路，全套引进大功率、安全性能好的支架搬运车、多功能车等特种车辆搬家倒面新工艺。从旧工作面采通，挂网，6