《综采装备及其智能化技术》课件-9.综采工作面

第九章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS9.1综采工作面装备配套关系9.1.1综采工作面中部设备配套关系9.1.2综采工作面两端头设备布置9.2综采工作面装备总体配套实例9.3综采工作面及装备智能化系统9.1

综采工作面装备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1综采工作面的装备一般是成套布置的，根据煤层赋存条件、综采工作面生产能力及设备新旧接替的要求，综采装备间多种匹配是必然的，不同的采煤机、液压支架和刮板输送机可配套成不同的综采工作面成套装备。为了安全、高效的进行综合机械化采煤，要使综采工作面装备都能发挥最大的生产潜力，必须在性能参数、结构参数、工作面空间尺寸以及设备相互连接的形式、强度和尺寸方面互相适应并配套合理。9.1

综采工作面装备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2如图所示的典型长壁采煤工作面的构成:采煤机、液压支架、工作面刮板输送机、转载机、破碎机、液压泵站和电气设备等。9.1

综采工作面装备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3这是一个典型的综采工作面布置图，它表达了采煤机、液压支架和工作面输送机在采煤工作面的相对位置和相互连接关系。9.1.1综采工作面中部设备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造49.1

综采工作面装备配套关系所谓综采工作面中部，这里是指与工作面刮板输送机标准中部槽部分对应的工作面区段。综采工作面中部设备配套关系一般以采煤机、工作面刮板输送机和液压支架三种装备的配套横断面，即通常所说的中部设备配套断面图予以表达。综采工作面中部配套断面图既涉及到三种装备之间的配套关系和配套尺寸，同时也涉及到设备与工作面煤壁之间的布置位置关系。综采工作面中部设备配套断面图9.1.1综采工作面中部设备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造59.1

综采工作面装备配套关系从综采工作面安全生产出发，支架前立柱到煤壁的无立柱空间宽度R越小越好。式中B—采煤机滚筒厚度；E—采煤机滚筒与工作面输送机铲板间的距离；X—液压支架前立柱与刮板输送机电缆槽之间的间；D—液压支架前立柱倾斜时立柱的水平投影距离；W—工作面刮板输送机的宽度。综采工作面中部设备配套断面图9.1.1综采工作面中部设备配套关系-1.采煤机与液压支架的尺寸配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造69.1

综采工作面装备配套关系采煤机与液压支架之间无相互直接连接关系，但却有两个相互位置关系需要于以重视。第一个关系是采煤机机身最高点与对应处液压支架顶梁下面的关系。采煤机沿工作面往返割煤时，采煤机机身要在支架顶梁下顺利通过，应保证二者在正常工作状态下不产生干涉，即采煤机不能割到液压支架顶梁。为达此要求，通常，二者间沿高度方向的距离C应保持有足够的安全间隙。综采工作面中部设备配套断面图9.1.1综采工作面中部设备配套关系-1.采煤机与液压支架的尺寸配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7综采工作面中部设备配套断面图9.1

综采工作面装备配套关系采煤机与液压支架的另一个相互位置尺寸是工作面煤壁到支架顶梁端部的距离D即为端面距也叫梁端距。梁端距D过小,将可能导致采煤机滚筒与顶梁发生干涉即割顶梁事故；梁端距D过大，将会增大支架梁端距，不利于采煤机上方的顶板管理。梁端距可通过采煤机、液压支架和工作面刮板输送机三者的配套尺寸链予以精确计算确定。9.1.1综采工作面中部设备配套关系-1.采煤机与液压支架的尺寸配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8综采工作面仰采5°中部设备配套断面图9.1

综采工作面装备配套关系通常，应确保采煤机滚简向支架方向偏摆5°时的距离D1大50～60mm，如图9-2所示，否则，便需通过加大支架梁端距D予以调整。9.1.1综采工作面中部设备配套关系-2.采煤机与刮板输送机的配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造99.1

综采工作面装备配套关系采煤机与刮板输送机的配套应确保采煤机能有效履行其功能，在刮板输送机上畅行，在任何情况下两者都不得出现干涉、采煤机掉道等现象，同时还应保证采煤机的横向稳定性，并便于采煤机司机操作。采煤机和刮板输送机的配套还应保证采煤机机身下具有尽量大的过煤断面等。9.1.1综采工作面中部设备配套关系-2.采煤机与刮板输送机的配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造109.1

综采工作面装备配套关系采煤机与刮板输送机的配套如图所示。图中尺寸表示两者配套后应该保证的尺寸和间隙。以上各尺寸间隙，除h0外，均需要进行检验和校核，并且应在采煤机通过刮板输送机弯曲段时进行检验。综采工作面中部两机配套断面图9.1.1综采工作面中部设备配套关系-3.刮板输送机与液压支架的配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造119.1

综采工作面装备配套关系刮板输送机通过挡板侧槽帮上的推移耳通过推拉头与液压支架推移机构相连接，以实现推移刮板输送机和拉移液压支架，保证综采工作面成套装备循环推进的功能。刮板输送机与液压支架的配套应重点注意两个问题：1、其一上部配套问题是应保证拉架后液压支架和刮板输送机电缆槽之间具有合理间隙，上部配套的另一个尺寸是液压支架前的行人通道宽度，一般情况下，此尺寸不应小于500mm。9.1.1综采工作面中部设备配套关系-3.刮板输送机与液压支架的配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造129.1

综采工作面装备配套关系2、液压支架和刮板输送机配套的另一个问题是下部配套，即推移耳处的配套问题，推移耳板应具有足够的强度，并应大于推拉头的强度，这是一个基本原则。推移耳板的推溜中心和拉架中心位置应仔细选定，以保证推刮板输送机时，其铲板处于最佳状态（既不出现漂溜，又不出现扎底现象，并具有最小推移阻力），拉架时不会出现支架底座前端扎底现象，两种耳板中心的位置应分别根据工作面底板性质和液压支架推移机构确定，推移耳板处还应保证在推拉两种状态下，推拉头不与刮板输送机推移耳板或槽帮干涉。液压支架底座前端不与刮板输送机槽帮干涉。9.1.1综采工作面中部设备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造139.1

综采工作面装备配套关系综采工作面中部配套断面图表示工作面三种设备的基本配套关系。实际上，工作面中部设备配套关系应将三者综合在一起并根据以下原则予以考虑:1、工作面成套设备能有效履行各项功能；2、各连接部位应具有足够强度；3、工作面设备应确保工作人员能安全操作和通行；4、液压支架的控顶距应尽可能小；5、设备配套应有利于提高设备工作可靠性和使用寿命。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.1综采工作面装备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1以综采工作面中部设备配套关系为例B1——采煤机滚筒厚度(mm)；E——采煤机滚筒与工作面输送机铲板间的距离(mm)；X——液压支架前立柱与刮板输送机电缆槽之间的间隙(mm)；d——液压支架前立柱倾斜时立柱的水平投影距离(mm)；W——工作面刮板输送机的宽度(mm)。9.1.1综采工作面中部设备配套关系综采工作面中部：指与工作面刮板输送机标准中部

槽部分对应的工作面区段第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.1综采工作面装备配套关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11.采煤机与液压支架的尺寸配套关系

D-梁端距9.1.1综采工作面中部设备配套关系第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造22.采煤机与刮板运输机的尺寸配套关系h0-采煤机牵引齿轮与刮板输送机销排无链牵引中心高；δP1-采煤机机身与刮板输送机电缆槽挡板之间的间隙；E-采煤机滚筒与工作面输送机铲板间的距离；M-采煤机机身下的过煤高度。9.1.1综采工作面中部设备配套关系9.1综采工作面装备配套关系图中为两者配套后应该保证的尺寸和间隙，其中：除h0外，均需要进行检验和校核第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.1综采工作面装备配套关系9.1.1综采工作面中部设备配套关系3.采煤机与液压支架的尺寸配套关系重点注意：1.下部配套，即推移耳处的配套

问题，推移耳板应具有足够的

强度，并应大于推拉头的强度。2.上部配套，应保证拉架后液压

支架和刮板输送机电缆槽之间

具有合理间隙，一般情况下，

此尺寸不应小于500mm。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造21.采煤机与刮板输送机的尺寸配套关系9.1综采工作面装备配套关系9.1.2综采工作面两端头设备布置“留底煤”的工作面割不透问题此问题可通过刮板输送机“变线”予以解决。指刮板输送机无链牵引导轨和铲板分别向煤壁侧水平偏移和加宽。所需要的变线槽数量和具体的变线量由采煤机摇臂头和刮板输送机煤壁侧槽帮沿输送机宽度方向的重合宽度而确定，重合宽度越大，所需变线总量和变线槽数量也越大和越多，反之则越小。当两者无重合宽度时，刮板输送机不需要变线或者只需要很小的变线量。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.1综采工作面装备配套关系9.1.2综采工作面两端头设备布置2.刮板输送机与转载机的配套关系转载机卸载方式：端卸和测卸。端卸时主要考虑：

①卸载距离的合理确定②卸载高度和确定③转载机机尾布置位置的确定侧卸时，在紧靠输送机卸载点附近的转载机落地段上应布置有3-5节活动旋转槽，使转载机在此处可蛇形弯曲，从而减少刮板输送机机头处的推移阻力和防止转载机整体摆动。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.1综采工作面装备配套关系9.1.2综采工作面两端头设备布置3.刮板输送机与液压支架的配套关系主要考虑：1.刮板输送机和液压支架的连接关系2.移动顺序

3.推移力的需求第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.2综采工作面装备总体配套实例战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.2.1薄煤层综采成套装备集成配套薄煤层综采成套装备配套图

薄煤层综采：针对厚度在1.3m以下的煤层的综合机械化采煤技术。

薄煤层综采技术特点：通过实现落煤、装煤、运输、支护、采空区处理等工序的全程机械化，极大地提高了生产效率。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.2综采工作面装备总体配套实例战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.2.2中厚煤层综采成套装备集成配套实例中厚煤层综采成套装备配套图针对厚度：1.3至3.5米之间的煤层。“综采”即综合机械化采煤，意味着采煤工作面的主要设备实现了组合配套，实现了采煤主要工序的全程机械化。如图为西安煤矿机械有限公司生产的全国首套国产中厚煤层450米超长智能综采工作面成套装备。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.2综采工作面装备总体配套实例战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.2.3大采高煤层综采成套装备集成配套实例大采高煤层综采成套装备配套图针对厚煤层的采煤方法，它采用综合机械化手段，实现一次采全厚的单一长壁采煤。其核心为提高采煤工作面的采高。其优势在于将落煤、装煤、运输、支护和采空区处理等工序全部实现机械化，从而显著提高生产效率。如图为采高为7米的煤层综采成套装备配套图及其中部端面配套图。第9章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.2综采工作面装备总体配套实例战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造29.2.4放顶煤综采成套装备配套实例放顶煤综采成套装备放顶煤开采:沿缓倾斜厚煤层的底板或在急倾斜厚煤层某一分段的底部布置采煤工作面采煤。上部煤体受煤自重力和矿山压力等作用,在工作面支架后方冒落,并通过放煤口放到刮板输送机上。使用综采液压支架进行放顶煤开采称为“综采放顶煤采矿法”，简称“综放”。如图为郑煤机集团生产的放顶煤综采成套装备。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1第九章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.3.1智能化供液系统•整个工作面液压系统的心脏•乳化液自动配比•浓度在线监测和矫正•多级过滤技术和水处理技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2第九章综采工作面集成配套实例与智能化系统9.3.2智能化供电系统•远程监控与控制系统，通过互联网、物联网等技术手段，实现对供电系统的远程监控和控制。•安全监控系统，对供电设备和供电系统进行实时监控。•通过大数据分析和智能决策算法，对供电系统的历史数据和实时数据进行分析和处理，提供决策支持和优化方案。战略性新兴领