第二章安全高效一次采全高综采技术

1第二章安全高效一次采全高综采技术2主要内容1、国内外现代化煤矿生产技术现状2、矿井巷道开拓部署与优化布置3、厚煤层综采技术与装备4、安全高效矿井综采技术特点3世界主要采煤国家在20世纪70年代实现矿井大型化、生产集中化技改工程；建设以大功率、高可靠性、长壁综采生产技术为核心的一矿一面（二面）安全高效矿井。实现设备重型化、自动化及生产高度集中化。

国外煤矿1、国内外现代化煤矿生产技术现状4

我国92年把提高单产、单进作为主攻方向，大力发展煤矿机械化，单产、单进、采掘机械化大幅度提高.

煤炭生产由增人、增面、增产，过渡到减人、减面、增产。新改扩建一批年产300万t－2000万t特大型矿井，集中化程度、管理水平、制造能力和技术水平有很大提高。涌现一批达到和超过世界先进水平特大型现代化矿井。国内煤矿5煤炭产量2007年，煤炭产量25.5亿吨，其中95％以上为井工开采。2008年，煤炭产量27.16亿吨，同比增加1.93亿吨，同比增长7.65%。2009年，全国煤炭产出30.5亿吨;2010年，全国煤炭产出32.5亿吨。全国建成安全高效矿井268处；

到2010年底，千万吨级矿井40个；13个亿吨煤基地；采深大于1000m的矿井37座；全国17个行业进入煤炭行业。国内矿井建设6中国煤炭工业的机械化技术已经达到了国际先进水平；具备了设计、施工、装备及管理千万吨级矿井的能力；到2010年底，大型煤矿采掘机械化程度达到95%以上；中型煤矿达到80%以上；小型煤矿机械化、半机械化程度达到40%。机械化水平的发展研制成功年产600万-1000万吨厚煤层综采成套技术装备；研制成功年产150万-200万吨薄煤层自动化综采成套技术装备；研制成功年产100万吨以上短壁综采成套技术装备；研制成功巷道快速综掘成套技术装备等。7（1）煤炭总产量大幅提高。80年煤炭总产量6.25亿t，10年32.5亿t，提高5.2倍；（2）综合机械化程度明显提高。10年比1978年提高近20倍；机械装备国产化率明显提高，除大功率采煤机外，实现自给自足，煤机装备向智能化、高可靠性方向发展；（3）安全、高产、高效矿井明显增多。93年安全、高产、高效矿井12个，08年达268个，增长21.3倍。近10年来，煤矿开采技术与装备水平显著提高，研究开发成功3.5-7.0m厚煤层大采高综采技术、10m以上特厚煤层大采高综放开采技术、短壁机械化开采技术等，涌现了一批年产千万吨的矿井，形成了具有中国特色的现代化采煤技术与装备体系。我国煤矿现代化开采技术装备改革开放30年，我国煤矿开采技术与装备水平显著提高，主要表现在：78系列电牵引采煤机割煤高度0.8-7.0m、总装机功率238-2500kW、适应倾角0-60°系列产品，牵引速度能够超过20m/min，最大落煤能力6000t/h，实现机电一体化。研发液压支架支护高度0.5-7.2m、工作阻力2000-17000kN、架度2.05m、立柱缸径最大500mm、适应倾角0-60°等500多种架型。大运量高可靠性刮板输送机和转载机自主研发了槽宽630-1400mm、功率2×110kW-3×1500kW、运力500-4500t/h的12系列刮板输送机及转载机，满足了单一工作面年产60万-1000万t的要求。长运距、大运量带式输送机带宽2.0m，运力4500t/h，带速6.0m/s，顺槽可伸缩胶带带速4.5m/s，单条运距6000m，保证单一工作面年产1000万t的运力。自主研发适应不同开采条件的智能化、高可靠性成套装备89适应工作面装备快速搬家要求，研发不同能力的支架搬运车研制新型搬迁设备和搬迁工艺，5000-6000t重大工作面装备的搬家倒面时间由1-2个月缩短到7d左右，大大地提高工作面装备的使用效率。

适应大断面巷道快速掘进要求，研发了大功率掘进机和连采机掘进机可截割单轴抗压强度100MPa的半煤半岩巷道。连续采煤机截割功率最大达340kW，总功率达597kW，满足超大断面掘进和短壁工作面回采要求。研发液压支架电液控制系统，实现了工作面装备智能控制910大采高综采技术采高可达7.0m，工作面产量达到年产1000万t水平。综放开采技术我国综放开采技术已达到世界领先水平，工作面单产从90万t/a至1100万t/a。形成了“三软”、“两硬”、“大倾角”、“高瓦斯”、“易燃”、“边角煤”、“小块段”、“较薄厚煤层”等典型模式。短壁工作面开采技术我国目前已经具备生产成套短壁机械化开采装备的能力。

我国煤矿现代化开采技术现状11煤矿安全生产状况中国煤矿事故年死亡人数由2002年6597人降到2007年3786人，百万吨死亡率由4.94下降到1.485。2009年全国煤矿百万吨死亡率由2008年的1.485下降到1.182，同比下降20.4％。2010年全国煤矿死亡人数2433，百万吨死亡率0.75.12国内外煤矿开采方法国外：美国露天61%；井工39%，其中长壁46%，短壁54%，长壁开采增加趋势。

澳大利亚露天83.8%；井工16.2%，其中长壁83%，短壁17%。国内：以长壁开采。

长壁式开采技术可实现连续采煤，具有单产高、工效高、采出率高等优点。但要求煤层赋存稳定、地质构造简单。

短壁开采技术具有采、掘合一，机动灵活，适应性较广等优点，特别适合用于“三下”开采、巷道掘进、不规则区域开采及残采区回收煤柱等。13

机械传动系统简化。采用多电机电驱动技术；设计制造模块化。维护和监测简便，可靠性高；功率大型化。高电压、大截深，1400KW及以上，3.3KV以上电压，大截深1～1.2m；

故障诊断自动化。实现故障远程控制。滚筒自动导向，自动识别煤岩界面，自动调节滚筒截割高度。采煤工作面主要装备—采煤机、刮板输送机和液压支架采煤机14主要特点是：①多电机交流变频调速或直流调速电牵引，最大牵引速度达34m／min；②大功率、高电压、大截深。采煤机装机功率超过1400kW，3.3KV电压；美国电压2.3KV，部分使用4.16KV电压；英国、澳大利亚3.3KV电压；法国5KV电压；波兰6KV电压；采煤机截深达到1～1.2m；③积木式结构，各单元之间没有机械动力传动，简单可靠；④滚筒自动导向，煤岩界面探测技术，自动识别煤岩界面，自动调节滚筒截割高度；⑤煤尘控制和故障诊断系统及远程控制系统。15采煤机远程控制系统16国内研制水平:几十年的引进、消化吸收和自主研发,已有长足进步。综采放顶煤技术：处于国际领先水平；综采设备主要技术参数：接近或达到国际先进水平；综采设备的机电一体化程度和可靠性：接近或达到上世纪90年代中期的国际先进水平；设备价格：约是引进设备的1/2。

国内大功率采煤机技术与发展动向17我国20世纪80～90年代曾引进德、英、波、日液压牵引采煤机和德国电牵引采煤机技术,通过引进消化,于90年代掌握了国际先进的交流变频电牵引采煤机技术;01年大倾角电牵引采煤机和02年短壁电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术达到或接近国际先进水平。05年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术。18

目前我国已经研制生产采高1.0～6.3m、适用倾角0～55°,装机功率100～2215kW,供电电压660～3300V的滚筒式采煤机系列产品。

2001年全国生产161台,其中电牵引采煤机21台,占13%;2005年全国生产516台,其中电牵引采煤机244台,占47%;5年中采煤机增长了212倍,电牵引采煤机增长了1016倍。我国向波兰、印度、孟加拉、越南、俄罗斯等国出口电牵引采煤机。国内主要生产企业有鸡西煤矿机械公司、西安煤矿机械厂、太原矿机集团公司、天地科技股份有限公司上海分公司等,其生产的采煤机分别占全国的26%,18%,13%,9%。大功率大采高电牵引采煤机,2002年以来引进27台;

“4～5m厚煤层综采关键技术与成套装备”;

“年产600万吨综采成套装备研制”。19国产大采高采煤机主要技术特征生产厂

天地西安鸡西太矿型号MG750/1815-GWDMG800/1915-GWDMG900/2215-GWDMG800/1910-WDMG800/2040-WDMGTY750/1800-3.3D采高/m2.8～5.32.8～5.22.8～5.52.8～5.5截深/m0.8～1.00.8～1.00.8～1.00.8～1.0装机功率/kW1815、1915、22151910221020401800用户1815大同1915华泰2215黄陵1910大同2210淮南2040大同1880淮南1800晋神1800淮南20指标名称国外采煤机国产采煤机电牵引采煤机占生产采煤机的比例/%10047截割高度/m6.76.5截深/m0.8～1.50.8～1.0装机功率/kW29302500截割功率/kW2×9002×900牵引功率/kW2×1502×120牵引速度/m/min5423牵引力/kN20901000滚筒直径/m2.72.7供电电压/V33003300国内外采煤机技术对比2122项目单位指标最大生产能力t/h5500采高m3.2～6.1装机功率KW2210牵引速度m/min0～23灭尘方式内外喷雾主机外形尺寸mm17950×3250×2710主机总量t130MG-900/2210-GWD型交流电牵引采煤机主要技术指标232008年12月13日，由西安煤矿机械有限公司自主研发的装机总功率2210千瓦特大功率采煤机，在西安通过了国内权威专家们的鉴定验收。这标志着我国成功研制出2000千瓦以上特大功率采煤机，结束了我国特大功率采煤机需要全部依赖进口的历史。24“年产千万吨级矿井综采成套装备及关键技术”。2500千瓦采煤机是目前我国装机功率最大、采高最高、结构设计先进、智能化程度较高的采煤机，整套设备还包括目前国内井下最高的液压支架和井下内槽最宽的刮板运输机，被业内称为采煤机械“巨无霸”。重达180吨、最大采高6.2m、总装机功率2500千瓦。长14m、高2.8m、重180吨——国内目前最大的采煤机日前在山西太重煤机·太矿工业园成功下线。以这套采煤机为代表的《千万吨级矿井高产高效工作面综采成套设备与关键技术攻关》科研项目通过了专家组的评议验收,达到了国际先进水平。目前,我国年产千万吨以上高产高效工作面采煤设备几乎全靠进口,此套设备的成功下线,为国产化替代打下了良好基础,标志着我国煤机制造进入了一个新阶段。2526

工作面刮板输送机：大功率、高强度、高可靠性的运输设备。刮板输送机最大工作长度已达430m，最大输送能力达6000t／h，装机功率3×855kW。主要特点是：①整体铸造溜槽或组合焊接溜槽，减少螺检联接，提高可靠性；②采用直径38mm、42mm、48mm大直径刮板链；③采用TTT软启动装置。大大提高输送机的可靠性，使链子和链轮的寿命加倍；④故障诊断和工况监测技术，可连续监测输送机各种部件的运行状态，进行故障诊断和报警。刮板输送机27液压支架向两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型趋势发展。

参数向高工作阻力（800－1800t）、大中心距(1.75m、2m)、大支柱直径（440mm）、大高度（7.2m）方向发展，结构件材料采用高强度钢材，屈服极限69MPa以上钢板，支架寿命和可靠性要求大大提高。主要特点：应用电液控制技术；先进可靠的压力和位移传感器；灵活自由编程的微机处理技术；红外遥感技术等使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间6－8s；配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。液压支架28大采高强力掩护式液压支架29302、矿井巷道开拓部署与优化布置31

开拓、准备巷道布置在煤层中，是国内外发展方向。世界采煤技术领先的国家：如美国、澳大利亚，矿井主要巷道都布置在煤层中，年产达1000万t的英国赛尔比煤矿，大巷布置在煤层中。

煤层巷道、逐层开采成为我国现代化矿井巷道布置的发展方向。

“一井一（二）面”矿井，高度集中生产，生产系统简化。

开拓准备以高速度给予保障。

巷道设计的理念

多布置煤层巷道

采区概念淡化

连续推进长度加大

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打破传统的开拓准备部署格局，有条件的逐步向单一煤层集中开拓、集中准备、集中回采方向变革。（1）全煤巷化巷道布置开拓、准备巷道煤层化，是国内外发展方向。美国、澳大利亚主要巷道都布在煤层中。神东、潞安矿区部分矿井巷道布置煤巷化。如某矿采用斜井开拓，斜井由表土层进入煤层后，斜井井筒、大巷、采区上、下山等，均布在厚煤层中，在全国独一无二的。78年岩巷掘进率17.67m/万t，87年0.76m/万t，97年岩巷掘进率为零。33实例1:矿井开拓部署的新特色：全煤倾斜大巷与带区式布置

运输大巷布置：沿煤层全煤倾斜大巷（3条）将水平大巷与采区上下山的功能合而为一。

巷道布置方式：沿大巷两侧带区式布置，布置长壁工作面（走向长壁）；井下共分10个带区；

井下辅助运输采用无轨胶轮车(英国912x、880-D60;澳大利亚MK-3S，爬坡能力150），实现井底车场到工作面直通辅助运输，不转载、不间断,取消中间转载环节；

主运输胶带化。（2）一矿一（二）面单一型开拓部署34开拓平面图35某矿简化后采掘工程平面图实例2：开拓布置——带区布置36采掘工程平面图37采掘工程平面图3839采掘工程平面图改造前改造后40比较项目大柳塔井活鸡兔井生产能力/万吨技改前360500技改后10001000新增能力640500开拓方式技改前平峒斜井平峒斜井技改后斜峒斜峒辅助运输方式技改前有轨有轨技改后无轨无轨工作面参数推进长×面长/m×m技改前1200×1502200×200技改后5890×2406000×240盘区划分技改前7个盘区6个盘区技改后无盘区无盘区采掘设备套数技改前2套综采3套综掘2套综采3套综掘技改后1套综采2套连采1套综采2套连采矿井定员技改前23662700技改后296211矿井技改前后主要技术经济指标41采掘工程平面图改造前改造后42（3）采区布置大型化与单翼化矿井只有1-2个面生产，工作面单产一般200-1000万t/a以上，工作面长200m以上，工作面推进方向长2000-6000m以上。跨越连续回采的巷道布置设有区段集中平巷跨上山连续回采方式设有边界上山跨采区上山连续回采方式区段平巷沿空留巷跨上山连续回采方式跨越多组上山连续回采厚煤层采区无区段岩石集中巷布置采区单翼化布置单翼采区边界上山布置43跨上山连续回采巷道布置（a）设区段集中巷跨采，（b）设边界上山跨采，（c）沿空留巷跨采1、2—岩石上山，3－区段集中巷，4－区段石门，7、8－上下分层平巷，9－煤层平巷，10－沿空留巷，11、12－煤层上山44（4）实例分析矿井原有采区划分一对立井，两个水平，矿井原设计为20个采区，南翼18、19、20采区，北翼有2、12、14、16采区，西翼有4、6、8、10采区，东翼有1、3、5、7、9、11、13、15、17采区。矿井巷道布置及其分析原设计每个采区用一组三条中央岩石上山；每个区段均布置两条岩石集中巷，岩石集中轨道巷，岩石集中运输巷。45改革巷道布置的思路是：以煤巷为主，少打岩巷。采区合并扩大开采尺寸：南翼3个采区合并为一个六采区。北翼4个采区合成一个采区，西翼合并为1个采区，区段尺寸加大到200-220m；改革采煤方法：由分层开采改为综采放顶煤开采。边界上山采区布置系统采区巷道布置分析①岩石工程量降低；②简化了采区生产系统；③加大了工作面走向长度，减少采区间的煤柱损失；④改善采区生产条件；⑤经济效益显著。技术经济评价46采区合并后开拓平面图473、厚煤层综采技术与装备483.1缓斜厚煤层放顶煤长壁综采放顶煤长壁综采适用于煤厚6.0m以上，最早应用于欧洲，如法国、南斯拉夫、罗马尼亚、前苏联、匈牙利、西班牙等国。80年代初我国开始试验，现有了很大的发展，放顶煤综采直接经济效益显著，出现了潞安、兖州、新集、阳泉等以放顶煤开采为主的大型矿区。（1）综放工作面

放顶煤综采设备配套受多方面因素综合影响和制约。工作面的“采、运、支、放”重点设备配套。

采煤机；前、后输送机；放顶煤液压支架，排头、排尾、过渡架及平巷端头支架。这些设备的相互连接尺寸与空间位置关系；技术性能的协调性与适应性和各设备生产能力配套等。是一个多工序、多环节的采煤过程，工作面采煤、放煤、运煤及支护，包括过渡支架及端头部分的支护构成了放顶煤综采的最重要的几个环节。49

工作面概况：煤层倾角10-50，厚度5.6m-6.5m，煤层顶底板粉砂岩，f=2-3。走向长壁综放开采、双输送机低位放煤、分段双轮顺序放煤方式、一刀一放、循环放煤步距0.6m。

工艺过程为：割煤-移架-推前输送机-放煤-拉后输送机。机采高度为2.8m，采放比1：(1-1.3)。“四六”工作制，三班生产一班检修。综采放顶煤工艺，工作面年产261.0万t、410.2万t、501.1万t、606.85万t。

(2)实例介绍例1:综放工作面主要设备综采放顶煤长壁综采适用条件：适用于煤厚6.0～10m煤层。50例2:综放工作面主要设备序号设备名称型号主要参数1采煤机SL300德国产，采高1.9~3.8m，截深0.8m，功率859KW，最大速度29.2m/min2液压支架ZFS6200/18/35初撑力5232KN3端头支架ZTF6500/19/32初撑力6157KN4前运输机SGZ-1000/2*525英国产，时运输能力2000t5后运输机SGZ-1000/2*525英国产，时运输能力2000t6带式运输机LADYZ-1200-4/2×375美国产，时运输能力2500t,带速4m/s513.2缓倾斜中厚煤层大功率综采

当今美国长壁综采总体水平最高，美国日产万吨以上高产高效综采。94年美国综采面平均长237m，最大333m(我国当时150-180m)，连续推进长度平均2470m(我国800-1000m)。现在我国最大为5000m（神东补连塔）、6000m（2003年神东榆家梁矿），淮南新区2000~3000m，采用大功率、高强度、高可靠性、机电一体化的综采成套设备。美国工作面两端平巷为3-4巷并列布置，用连采机掘进和锚杆支护。采区内柱式体系与壁式体系开采相结合，巷宽5-6m，一次准备成巷。我国晋城、兖州、神东、淮南等矿区引进国外日产万吨综采设备。52（1）国内外概况国别德国日本美国英国法国型号EDW450/1100LDRl021026LSELECTRAl000Panda装机总功率(kW)110068010451045500(1000)牵引类型直流电牵引直流电牵引直流电牵引直流电牵引直流电牵引牵引力(kN)574600510450400~500牵引速度m/min7.6/12.5(10)1512.2/208.7/17.48～16滚筒直径(m)1.8～2.41.851.22～1.521.5~2.51.2~2.4滚筒转速度(r／min)2325~3522.4~7445、57滚筒截深(m)800～10001000680~1020767~1000750～1000采高(m)1.9～4.51.7~3.81.8～4.51.42～5.01.2～4.4机身长度(m)10.8513.311.18.5机身高度(m)1.6～2.01.351.42~1.9051.1～1.81.0～1.2过煤高度(m)420560～1040300~860380~1030大功率采煤机类型及主要技术参数53

某矿：某工作面长225m，走向长2400m，采高3m，德国EDW-450/1000L采煤机、EKFl000-HB280刮板输送机，分层开采年产量超过200万t。某矿：日本产电牵引双滚筒采煤机、功率680kW，截深1m，英国产刮板输送机、输送机能力2000t/h；国产型液压支架、最快移架时间达8-10s/架。工作面装机总功率达到3197kW。厚度3.0-3.3m，倾角20-60，工作面长219m，平均月产30.6万t，年产350万t。实例54（2）大功率综采评价与分析工作面长度加大，由原来的140-150m提高到240m。单产和效率大幅度提高。推进速度加快，矿压显现缓和，减少了工作面顶板管理及维护难度。（3）大功率综采的适用条件大功率、高强度、高可靠性的综采设备，由于设备性能好、采煤机牵引速度快，截深大，工作面推进速度快。

主要适用采高2-4m，有较长的工作面长度和走向推进长度，倾角较小，工作面内断层发育较少，煤层顶板易于控制。55缓斜厚煤层倾斜分层长壁综采我国缓斜厚煤层储量丰富，储量占国有重点煤矿的40％，主要采用倾斜分层长壁开采，96年产量约占24.79％。近年来，应用了放顶煤综采、大采高综采技术，分层开采的比重有下降趋势。缓斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采缓斜厚煤层(煤厚3.5m<M<5.0m)大采高支架综在国内外得到广泛发展。前苏联、德国、波兰等发展较早，国外研制的掩护式支架结构高度已达7m，采煤机最大采高已达到6.5m。我国引进德国和采用国产液压支架，分别在晋城寺河矿、邢台局东庞矿、神东矿区取得了明显效果。3.3缓倾斜厚煤层大采高综采56

（1）大采高综采技术实践是指对3.5-5.0m的厚煤层一次采全高的综采工艺。综采工作面参数设计、设备配套工作面安全保障措施防止煤壁片帮？冒顶？支架下滑及挤架、咬架和倒架方面有效措施？提高液压支架工作阻力？（2）大采高综采适用条件在缓倾斜3.5-7m厚煤层，在地质条件简单、煤质中硬、顶底板中等稳定。57实例1：工作面主要装备（国产设备）序号设备名称型号主要参数1采煤机MG-610/1400WD采高2.1～4.1m，截深0.8m，功率1400KW，最大速度21.5m/min，电压等级3.3KV2液压支架ZZ6400/18/38采高范围为1.8～3.8m；初撑力5236KN，工作阻力6400KN,支架强度为0.86MPa，支护宽度为1.43～1.60m。3端头支架ZZG6400/18/38初撑力5236KN4工作面输送机SGZ1000/1400时运输能力2500t,刮板链速1.3m/s，刮板链型φ42×146mm，内槽宽1000mm，电压等3.3KV5

运输机SZZ800/315输送量1800t/h，链速1.83m/s，电机功率315KW，电压等级3.3KV，刮板链型φ34×126mm6带式运输机SSJ-1200/250×2运输能力1500t/h,带速3.15m/s，带宽1200mm，主机功率：250×2KW58序号设备名称型号主要参数1采煤机SL750采高2～4.33m；装机功率1474KW；滚筒直径Φ2000mm；电压等级3.3KV；截深0.865m2液压支架ZY8800/18/38二柱掩护式，工作阻力8800KN,初撑力6443KN，中心距1.75m，支架强度1.06MPa，重量29t3转载机SZZ1000/400时运输能力3000t,电压等级3.3KV4工作面输送机SGZ1000/1400时运输能力2500t,电压等级3.3KV实例2：综采工作面装备59实例3：国投新集序号设备名称型号主要参数1采煤机SL500AC德国：总装机功率1715KW，采高5.2m，截深1m，最大牵引速度24.35m/min，最大截割硬度100Mpa2液压支架ZZ-10000/22/45国产四柱支撑掩护式，支撑高度2.2～4.5m，工作阻力10000KN，初撑力9007.6KN，支架中心距1.75m,移架步距1m,立柱规格Φ320/Φ230mm,电液控系统，重量36t3刮板输送机SGZ1000/1710国产：输送量2500t/h，设计长度300m，装机功率2×855KW，电压3.3KV,刮板链规格Φ48×152mm,链速1.35m/s4转载机SZZ1000/315输送能力3000t/h,装机功率315kw5皮带机DSJ-1400/3×450胶带宽度1.4m,输送速度3.5m/s,运量2000t/h,设计长度2300m60

工作面配备了ZZ-10000/22/45型四柱支撑掩护式液压支架，支撑高度2.2m∼4.5m，实现一次采全高，液压支架工作阻力10000KN。大采高61大功率

工作面配备德国艾柯夫SL500AC采煤机，总装机功率1715KW，其中截割功率2×750KW，牵引功率2×90

KW，采煤机可实现最大牵引速度24.35m/min，最大采高5180mm，最大截深1000

mm，遇小型构造能强行通过。62序号设备名称型号主要参数1采煤机MG800/1880-WD型采高：2.8～5.56m

；装机功率:1880KW；最大牵引速度：10~16m/min

；滚筒直径：Φ2000mm；电压等级：3.3KV；截深：0.865m2液压支架ZZ9200/24/50四立柱掩护支撑式，工作阻力9200KN,中心距1.75m，支架强度1.06MPa，支撑高度：2.4～5.0m,重量34t3转载机SZZ1000/400时运输能力2600t,电压等级3.3KV4工作面输送机SGZ1000/1400时运输能力2500t,电压等级3.3KV实例4淮南大采高综采工作面装备63

斜井盘区开拓，综合机械化开采，煤层平均厚度6m，倾角2-50,采高5.5m，综采工作面三进两回式通风。工作面最高日产33320t，最高月产58万吨.序号设备名称型号主要参数1采煤机SL700交流电牵引德国产，截深0.865m，功率1815KW，最大速度31.8m/min，电压等级3.3KV2液压支架DBT-SCHITD德国产：二柱掩护式，工作阻力8638KN,初撑力5890KN，中心距1.75m，支架强度0.91MPa，支护高度2.5～5.5m。3转载机德国产：时运输能力2750t,电压等级3.3KV。4工作面输送机PF4-1132德国产：时运输能力2500t,电压等级3.3KV。实例5：山西寺河矿64

主采煤层2-2，埋深200m。构造简单、倾角20-30，厚度4m-5m。顶板多为粉砂岩、砂质泥岩，属中等冒落顶板。工作面呈条带布置，面长220-360m，推进长2000-2400m，发展到5000-6000m。其装备为：美国JOY公司的SL500型电牵引双滚筒采煤机，功率1875kW，采高2.7m-5.4m，牵引速度0-26m/min，遥控操作；JOY公司生产的大功率刮板输送机、转载机和破碎机，采用集中控制联动，总功率达2465kW，运输能力为3500t/h；回采巷采用美国FSW公司生产的B1200/2X400—4.0型胶带输送机，带速为4m/s。实例6：神东大柳塔矿65德国D.B.T公司的WS掩护式支架，支护高度2.55m-5.5m，支架宽度1.75m，初撑力4908kN，支护强度0.8Mpa，工作阻力8765kN，实行PM4系统电液阀控制，两面生产原煤2151万吨，全矿481人，工效135.12t/工，最高月产209.4万t，单面最高年产突破1000万t，平均日产可达2.5万t以上。

哈拉沟矿，年产1000万吨，全员工效189t/工,工作面7~9人。矿井控制系统实现自动化，没有岗位工，全部实现巡回检查，一名调度控制井下通风、运输、供电等各大系统。66

综采工作面主要装备设备名称型号主要技术参数采煤机SL500生产能力2800～3000t/h，采高2.7～5.4m,截深865mm，牵引速度0～26m/min，装机功率1875KW,电压3300V液压支架WS支护高度2.5～5.5m，中心距1.75m，工作阻力8638KN，移架速度8s/架，推移行程960mm刮板输送机JOY855输送能力3500t/h，直径48×152双中链，装机功率3×855KW67

神东公司的1000万吨工作面，由于综采设备引进，机械化、自动化程度高及设备系统可靠性高，事故发生率低。为充分发挥引进设备性能，工作面作业方式改变传统“三八”、或“四六”制，采用“八二七七”，即出煤班工作面时间8h、7h、7h，准备班停机检修2h。或采用“八八六二”，即出煤班工作面时间8h、8h、6h，准备班停机检修2h。

千万吨工作面的主要创新成果：

（1）优化工作面布置参数，合理加大工作面长度和连续推进长度；（2）掌握采场矿压显现规律及顶板控制技术；（3）综采工作面主要设备优化选型和合理配套；（4）综采工作面的快速搬家技术；（5）综采工作面的工艺优化和科学管理68大采高强力掩护式液压支架（德国设备）69

大采高强力掩护式液压支架，使长壁面推进长度达到6000m（目前一般推进长度为1000～2000m），推进速度达到20～30m/天，满足了高度集中开采的要求。支架型号工作阻力（kN)支护强度（MPa）支护高度（m）重量（t）ZYY6715/21/45KD67150.852.1-4.521.0ZYY7625/22/43KD76250.952.2-4.321.0ZYY8670/24/50KD86701.052.4-5.023.5ZYY7432/22/45KD74320.912.2-4.522.6ZYY8638/24/50KD86381.062.4-5.025.0神东矿区液压支架主要参数70实例7大采高综放工作面装备序号名称型号功率（KW）台数总功率KW电压等级（V）1采煤机7LS6C20451204533002支架ZF13800/27/43ZFG13800/27/43ZFP13800/23/40ZFD17600/23/40134481组2前部运输机SGZ1000/20002×10001200033003后部运输机SGZ1200/20002×10001200033004转载机SZZ1350/600600（双速）160033005破碎机PCM400400（单速）140033006乳化液泵K350504×3154126011407清水泵K160603×1603480114071实例8大采高综采工作面装备序号设备名称型号数量单位生产厂家1采煤机MG900/2215-GWD1台上海天地2液压支架ZY13000/28/63128架郑州煤机集团3过渡支架ZYG13000/28/556架郑州煤机集团4端头支架ZYT13000/28/558架郑州煤机集团5刮板输送机SGZ1250/25651部中煤张家口煤机公司6转载机SZZ1350/5251部中煤张家口煤机公司7破碎机PCM4001部中煤张家口煤机公司8喷雾泵BPW400/163台南京六合煤机公司9乳化液泵BRW400/31.54台南京六合煤机公司10调度绞车JD-202部72我国特大采高综采工作面装备：

大于5m的可称为特大采高，特大采高综采支架发展特征：名称大采高特大采高支架结构高度/m3.5～5.05.0~6.5～7.2支护强度/MPa0.5~0.70.8~1.2工作阻力/KN3500～80006000～18000支架宽度/m1.5、1.751.75、2.05架型（多数）支撑掩护式掩护式立柱缸径/mm大于320大于380支架重量/t大于15大于30适应采高/m3.5~5.05.0~6.573

液压支架：国内生产，性能稳定、工作阻力高、液压件密封好、结构焊接牢等。目前国产支架结构高度达7.2m，工作阻力18000KN。电牵引采煤机：基本从国外进口，采高达7.0m，功率1800KW以上，截深1m，日产最高5万t；运输设备过煤量加大：和特大采高工作面配备的刮板输送机、转载机、破碎机及自移机尾的可伸缩胶带输送机正在由国外引进向国产化转变。重型化辅助运输设备：特大采高工作面装备重量大，支架重35～40t，煤机重50～70t，为了缩短非生产时间（搬家安装），引进国外载重超过30t的无轨胶轮车。而国产无轨胶轮车载重偏低。特大采高工作面装备的发展：74综采工作面装备的发展趋势采煤机功率？液压支架架型、工作面阻力、架宽？工作面运输机、顺槽皮带？75

一种经济、安全和高回收率的回收厚煤层残采区的开采方法。轻放综采的特点

对于赋存不稳定、厚度变化较大的煤层有较强的适应性。设备选型与配套

ZFQ2500-16/24型轻型放顶煤支架；MXA-300型采煤机；SGD-630/220(73SH)型刮板输送机；应用效果（潞安矿区某矿）①单产明显提高，由平均月产2671t提高到38287t，14.3倍。②大幅度提高回采工效，3.885t/工提高到29.96t/工，7.7倍。③开采成本大幅度降低，36.25元/t降低到20.32元/t，④大幅度提高回采率，32.97％提高到目前的90.1％。

3.4轻型支架放顶煤综采76(1)悬移顶梁放顶煤

92年7月，甘肃华亭，以后在鹤壁、峰峰矿区等相继应用，月产量2.3-3.6万t，回采工效8-12t/工。平顶山某矿：面长96m-108m，推进长435m，煤厚4.97m，倾角40-150，顶板为泥岩、细砂岩，采高2.2m，放煤高度2.77m。采用XDY-0悬移支架，前、后部刮板输送机为SGW-80T型，运输平巷采用SGW-80T型转载机、SDJ800型胶带输送机、RB80／350型乳化泵等。山东某矿：平均煤厚4.6m，f=2.5-3，倾角30-90。面长141m，走向长344m。采用XDY-0悬移支架，MG200W1型采煤机，前部刮板输送机为SGB630／220型，后部刮板输送机为SGW一80T型，运输平巷采用SGQ一40T型转载机、SDJ800型胶带输送机、XRB2B80/350型乳化液泵等。

适用于不稳定厚煤层、急斜特厚煤层水平分段放顶煤及分层开采的边角小块段、厚煤层煤柱。3.5简易放顶煤技术77(2)Ⅱ型钢梁放顶煤郑州某矿：“三软”不稳定难采煤层，单输送机Ⅱ型钢梁炮采放顶煤工艺，煤厚2-23m，平均8.4m，倾角150-300，采用DZ22/30/180型单体液压支柱，2.4m长Ⅱ型钢梁对棚支护，两梁四柱。

适用于：地质构造复杂区，如断层密集的窄条不规则地带、煤层赋存起伏、火成岩浸入区、采区或构造的边角地带等；厚度不稳定的煤层；边角煤柱的回收；煤的硬度系数一般在f=2以下，煤层倾角小于250。

普炮采放顶煤注意提高采出率、防火、防瓦斯、降尘等方面问题，特别注意支柱稳定性，可根据条件应用。

（07规程68条规定：倾角>300煤层不准采用单体支柱放顶煤）784、安全高效矿井综采技术特点内容提要安全高效矿井的含义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三一二二、安全高效矿井的主要特点

矿井井型大型化（≧3-5Mt/a)1开拓布置单一化（一水平一层煤、一井一面）2煤炭生产集中化（面长推进长度长、大断面多巷式）3设备选型配套合理化（采运支成套配置）4巷道掘进联合机组化（掘锚联合机组）5通风系统简单实用化(风量大,阻力低）6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2011年投入生产（工作面走向长1700米，煤层厚度5.3至6.5米，倾角为1度～10度，可采储量178万吨）,标志着我国大采高开采煤炭的能力走在了世界前列。采煤机由上海创力矿山设备公司制造，功率为2760千瓦，采高范围在3.5-6.5米，具有大功率、高可靠性、智能化、电牵引的特点，技术参数先进，国际化配置，可实现可视化开采。液压支架由山西平阳重工机械公司制造，最低支撑高度2.8米，最高支撑高度6米，初撑力10128KN，支架单个阻力13000千牛，重达46吨。配套的刮板输送机、轮式破碎机、顺槽用转载机均由山西忻州通用机械公司生产，具有良好的安全性和可靠性。三.大柳塔矿建设高产高效矿井的实践与经验

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，为高产高效矿井建设提供自然优势一、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，安全条件理想，适合机械化长壁式大强度开采.有3层可采煤层，平均厚度4～6m，属低灰、低硫、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

采用平硐开拓方式1充分利用了煤层赋存稳定，开采条件好的优势，采用平硐开拓，盘区式布置，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，建井速度快，周期短，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合二为一，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。

开拓系统由4条平巷组成，一条带式输送机大巷，两条辅助运输平巷，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。

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,回采工作面沿大巷条带式布置2工作面采用多巷布置三巷布置1—邻近工作面巷道；2—运料巷道；3—备用巷道；4—运煤巷道1—回风平巷；2—采空区；3—工作面；4—风障；5—永久性风墙；6—运输轨道；7—带式输送机；8—进风平巷

四巷布置运煤能力大,同时多平巷方便人员通行和工作面设备及材料运输。

进风容易，单巷风阻低且能保证工作面有足够的风量，特别当煤层瓦斯涌出量较大，工作面后退推进速度很快时能防止瓦斯聚集。当主通道因事故被封死时，多平巷可提供备用脱险通道，其余平巷仍能提供足够风量，以保证工作面正常生产。123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，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，保证高产高效矿井建设的进行。优化工作面设计尺寸3工作面长度设计为220～250m，平均235m，大大增加工作面快速截割时间。

工作面走向长度为2000～5000m，平均3500