4 国内外综采设备发展水平.doc

1国内外综采设备发展水平国内外综采设备发展水平杨跃文近年来，长壁工作面高效综合机械化开采技术取得前所未有的发展主要体现在三方面：一、综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了“一矿一面”年产数百万 t 煤炭的高产高效集约化生产模式；二、高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不断扩大，中厚煤层开采一次采全高综采、厚煤层一次采全厚综放和薄煤层综采等技术和工艺取得成熟发展；三、工作面装备的研制开发取得了重大技术突破，年生产能力最高可达到 10Mt，并实现了综采工作面自动化生产主要技术特点主要技术特点：：（1）安全高效矿井的核心就是工作面设备高可靠性和高适应性，可满足工作面高产、高效的生产要求；提高工作面成套设备的可靠性：在保证综采成套设备设计制造质量的前提下，提高其可靠性，减少机电事故，提高采面开机率是提高工作面单产的关键；（2）生产特征表现为生产高度集约化，矿井生产管理更加科学化合理化；（3）矿井生产系统简化，矿井的开拓、掘进、运输、通风、排水、供电系统更加简单，提高了生产的安全性，减少了巷道的掘进和维护，大幅度降低了生产成本；（4）矿井辅助配套装备技术得到发展和提高，如工作面顺槽巷道实现快速掘进和支护；矿井原煤运输实现长距离皮带化；材料、设备、人员运输通过柴油机胶轮车、齿轨或卡轨车可从地面或井底直接到达工作面现场；工作面设备实现快速搬迁。

5）提高采面推进速度：提高采煤机的牵引速度；减小工作面基本架的降架、移架、升架、推溜每个循环时间；两端头支护采用液压支架6）提高采放工艺编排水平和熟练操作：根据工作面条件科学合理的组织采放煤工艺，提高操作能力，加强管理制度，减少事故并提高处理事故的水平，减少非生产时间等24.1 国内外中厚煤层综采设备发展水平 4.1.1 国外情况国外美国、澳大利亚典型工作面情况见表 4－1、4－2表 4－1 美国中厚煤层综采生产水平子公司煤层厚 度 （m）采高 （m）采区 宽度 （m ）采区长 度 （m）采煤机型 号支架 （立柱 数/支 撑载荷 t ）刮板输送机 型号、电机 功率 KW刮板输送 机宽度 （mm）/速 度（fpm）2004 年产 量 （Mt）Robins on Run No.952.32.23053048Joy 7LS2 DBT 2/808Longwall 42 TIB 3X8001000/3456.2Federal No.22.42.22932743Joy 7LS1A DBT /1005Joy 42 TIB 3X700890/2654.9Loverid ge2.52.33052835Joy 7LS2 DBT 2/865Joy 42 TIB 3X8001000/3455Skyline No.3(id le)4.33.82621829Joy 7LS3 Joy 2/680DBT 42 TIB 2X1200988/3540.5West Elk7.03.72901067 2743Joy 6LS2 DBT 2/980DBT 42 TIB 3X9001132/3656.5Mettiki1.98～2.71.98～2.72591829~2 438Joy 7LS1 Joy 2/815Joy 38 TIB 2X700950/2293.1West Ridge2.1～2.742.42292743Joy 4LS5 Joy 2/813DBT 34 TIB 2X400880/2252.3SUFCO No.12.1～5.492.44～4.02834450Joy 7LS3 Joy 2/970DBT 42 TIB 3X10001332/3547.6Deer Creek2.1～3.02.42291981Joy 7LS2 DBT2/ 1170Joy 34 TIB 2X600940/2573.4Shoal Creek2.2～3.32.2～3.33053353Joy 7LS5 DBT 2/955DBT 48 TIB 3X10001345/2903.8Desera do2.2～4.263.42443353Joy 4LS5 Joy 2/910Joy 38 TIB 2X900860/4502.6Twenty Mile2.44～2.92.44～2.93053658~4 572DBT DBT 2/925DBT 42 TIB 3X10001332/3608.63Bowie Mines No.22.74～3.02.44～3.02582134DBT DBT 2/795DBT 34 TIB 2X6001000/2803.9Elk Creek2.7～4.63.42452073Joy 7LS3A DBT 2/813DBT 42 TIB 3X6001132/2606.6San Juan South3.0～4.572.44～4.03053048Joy 7LS5 Joy 2/1100Joy 48 TIB 3X11501100/3507.7表 4－2 澳大利亚部分中厚煤层开采水平 公司名称Newlands Coal Pty. Ltd.North Goonyella Coal Mines Ltd.Moranbah North Coal (Management) P/LOaky Creek Coal Pty. Ltd.BM Alliance Operations Pty.Ltd.Oaky Creek Coal Pty. Ltd.开采范围 ( m ）(4~5)(2.6~4.2)(3.8~4.5)(2.4~4.2)(3.4~3.6)(1.7~ 2.4)覆盖岩层 厚度（m）80~210140~300120~30070~200145~200150~250宽度（m）250250260245225/173 长壁采区长度（m）1965/19652,80227562885/9992124/2064采煤机 型号EL30006LS3 DERDS6LS3-5 DERDSEL3000 DERDSEL 1000 DERDSSL300 DERDS采高 （m）4.5，uni-di3.5~4.5，uni- di3.8~4.5，uni-di2.4~2.9，un i-di2.9~3.6，bi-di1.9~2.5，bi-di采煤机电 机功率 KW1494970158012408811150支架架 型两柱支撑掩 护式支架两柱掩护式 支架两柱掩护式支 架两柱支撑掩 护式两柱掩护式 支架两柱支撑掩护 式支架支撑 载荷 t91387098010409501040工作范围 m3~52.2~5.33~4.82.4~4.22.9~3.91.4~2.75控制系统DBT-PM4MS40Joy JNA2DBT-PM4Joy RS20DBT-PM4中部槽宽度 m13321110110010601032链规格PF4/42PF5/42PF4/42PF5/48PF4/34链速（m/s） 及厂家1.49，THIEL E1.33，THIELE1.671.3，ACT1.3刮板输送 机功率 KW2X8552X8503 X 80013001044 年产量( t)5,130,6002,170,7002,043,0004,073,7464,193,8004,090,1004从国外中厚煤层综采工作面情况可以看出， （1）工作面尺寸大，工作面长度 225～305m，工作面推进长度普遍在 2500m 以上，最高达到 5000m。

（2）采煤机功率大部分在 1000KW 以上；支架工作阻力在 8500～11700 之间；刮板输送机功率在 2×600～3×1150KW 之间 （3）美国全部采用两柱掩护式支架，澳大利亚大部分采用两柱掩护式支架 （4）大部分工作面采用自动化控制系统 （5）采用高工作阻力、大功率、高可靠性的设备保证工作面高效安全生产4.1.2 国内情况2004 年，神东公司大柳塔矿（一矿两井）创造煤矿全年产量 2109.5588 万 t，刷新煤矿年产世界纪录工作面全部为引进设备，主要装备：液压支架 JOY（2*8670KN）/141 架、采煤机 6LS-5 型、刮板输送机 JOY2*700KW神东公司榆家梁矿（一井两面）创造煤矿单井全年产量 1480 万 t，刷新煤矿单井年产世界纪录工作面全部为引进设备，主要装备：液压支架 JOY（2*7625KN）/141架、采煤机 SL500 型、刮板输送机 SDAFC9-3*700KW神东公司上湾矿综采工作面生产原煤 1075 万 t，刷新综采工作面年产世界纪录工作面全部为引进设备，主要装备：液压支架 DBT4319/142 架、采煤机 SL500 型、刮板输送机 JOY3*700KW。

2004 年，淮南矿业集团公司张集矿生产原煤 633.78 万 t，一井两面，两个综采队产量全年分别达到 310 万 t、278 万 t回采工作面效率达到 99.1t/工，矿井原煤工效为 16.8t/工全矿实现销售收入 17.36 亿元，t 煤成本 143.18 元，利润达到 10.2 亿元，是我国目前经济效益最好的矿井工作面全部使用国产设备，主要装备：液压支架 ZZ6000/21/42 型（136 架/162 架） 、采煤机 MG400/920-WD 型、刮板输送机 SGZ800/800（1000/1400）型西山煤矿总公司屯兰煤矿工作面装备全本土化，年产能力 400 万 t 以上，工作面主要装备： 液压支架 ZY8000/25/50 型、采煤机 MGTY500/1200-3.3D 型、刮板输送机SGZ900/1050山西晋城寺河矿的一次采全高工作面，利用国产液压支架，配备进口大功率采煤机和运输机，创下了最高月产 60 万 t 的全国纪录工作面主要装备：液压支架 ZY8640/255.5/55 型、采煤机 SL500 型、刮板输送机 SGZ1000/1400 型4.1.3 小结从国内外高产高效工作面配套设备可以看出，技术装备的大功率、高可靠性是主要方向发展方向，具体表现有以下几个方面：a) 采煤机的模块化设计技术使机器的维护和监测更加简便，可靠性更高。

①交流变频调速或直流调速电牵引，牵引速度不断提高，最大牵引速度已达到 35m/min；②大功率、高电压采煤机总装机功率可达 1500～2000kW现行 1140 V 工作电压已不适应大功率采煤机的要求，美国煤矿工作面设备常用电压为 2300V，现已开始使用 4160 V 电压；英国、澳大利亚使用 3300 V 电压；法国使用 5000 V 电压；波兰使用 6000 V电压；③多电机驱动，横向布置，积木式结构，各单元之间没有机械动力传动，简单可靠；④采用光电和传感技术，可实现自动识别，滚筒自动导向，其实质是煤岩界面探测技术，它能自动识别煤岩界面，并据此自动调节滚筒截割高度；⑤煤尘控制和故障诊断系统b) 工作面刮板输送机最大工作长度可达到 430m，最大输送能力达 5000t/h，最大功率超过 2000kW①结构上采用整体铸造或组合焊接封底溜槽，减少了螺栓联接，提高了可靠性，使用寿命达到 600~1200 万 t 过煤量；②采用 Φ42mm、Φ46mm 大断面刮板链，并发展椭圆或扁平紧凑型刮板链；③采用 CST 软启动技术或双速电机技术，大大改善了刮板输送机的工况、提高了输送机的可靠性，使链子和链轮的寿命加倍；④故障诊断和工况监测技术，可以连续监测输送机各部件的运行状态，进行故障诊断和报警。

c) 顺槽转载机装机功率最大已达到 525kW，具备自移功能d) 顺槽胶带输送机普遍采用液粘差速或变频调速及多电机功率均衡驱动技术，输送能力达到 2000～3500t/h，输送距离达到 2000～4000m，胶带运行速度不断提高，驱动功率超过 2000kWe) 液压支架工作阻力达 7000～9000kN，个别达到。