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1、长壁开采技术体系的新发展,按采煤工艺及矿压特点，将采煤方法分为： 壁式体系 柱式体系。,采用壁式开采体系的主要产煤国家有：中国、俄罗斯、波兰、日本、西欧等；采用柱式体系的主要产煤国家有美国、澳大利亚、加拿大、南非、 印度等。,壁式体系采煤法一般特点: 工作面较长，80250m； 工作面两端，一般至少各有一条回采巷道； 具有采动影响，一般顶板暴露面积大，矿山压力显现较为强烈； 工作面运煤的刮板输送机与工作面平行； 具有连续采煤，单产高、采出率高、适应性强。,近30年，壁式开采技术呈发展趋势，壁式开采技术具有连续采煤，单产高、采出率高、适应性强等先进性。美国、澳大利亚及印度等国引用、改进推广了壁式
2、开采技术，取得了显著的技术经济效益。,一、采煤方法 采煤方法的不断创新是采煤学科发展的永恒主题。合理的采煤方法是搞好煤矿工作面生产及矿井生产的关键。采煤方法的发展将带动煤矿开采各环节的变革。,例如，1954年，英国创建了长壁工作面综合机械化采煤工艺，掀起了世界煤炭工业第一次技术革命，促进了煤炭科学技术的发展。,20世纪80年代，采煤技术与高新技术相结合，研制和使用了大功率、高强度、高可靠性机电一体化综采设备及监控技术，改进了采煤工艺，促使采煤方法向安全、高效、及高可靠性方向发展，生产效率大幅度提高。被称之为煤炭工业的第二次技术革命。,自20世纪90年代以来，美国、德国、澳大利亚、英国、中国和南
3、非等国，在长壁综采工作面技术装备上进行了重大改革，研制并形成了生产能力大、功率大、强度高、自动化程度高、运行可靠的新一代综采设备。它的应用和推广，实现了一矿一井一面的集约化高度集中生产，单产和工效成数倍增大。,（一）美国长壁综采发展很快。 2002年，美国有53座煤矿装备了57个长壁综采面，基本上是一个煤矿一个长壁工作面，有4个矿装备了2个长壁综采面。其中16个长壁综采面，平均年产量为173万t。2008年长壁综采面72个，长壁综采矿井约占矿井数的7%，而产量约占全美总产量的50%。,以赛普洛斯“20英里”矿为例 矿井概况该矿位于科罗拉多州雅木始河谷，年生产能力为300万吨商品煤，煤层厚约3
4、m ，倾角6，顶底板为砂硬岩，煤质中硬，瓦斯和涌水量小。用连续采煤机沿煤层伪斜开掘5条井筒（下山），然后拐90。做伪斜面。,全矿日产原煤约1.4万t，共有职工152人，其中地面20人(包括筛选装运)。井下133人。矿井全员效率90t工，综采效率达360t工，是美国工效最高的矿井之一。,工作面布置-采面巷道沿走向呈三巷布置，分别用作行人、运输及通风。工作面是沿走向推进的。,大巷及斜井胶带机共3台，带宽1.5m，带速3.7m/s，运输能力3000t/h，总运距2286m，总装机功率2380KW。供电设备及电线均由装在运输平巷内的“沙夫”单轨吊系统吊运，随工作面推进前移，采煤机、采煤面运输机供电电压
5、力2300V。,人员配备及生产情况全矿只一个综采队，综采面每日两班生产，每班10小时，每周工作4天。每个生产班配备10人，连同准备修检班6人，圆班共26人。平均日产约12000t，最高日产20000t。最高班产16069t。用一套连续采煤机系统掘进，日产煤2000t，全矿日产约1.4万t，2001年产量为777.81万t，达到当时世界先进水平。,（二） 澳大利亚长壁综采的应用,澳大利亚有24个综采长壁工作面，开采深度4250m，煤层赋存浅，煤层结构、水文、瓦斯、自燃等条件均简单，倾角平缓，厚煤层仅23m，顶板为砾岩、页岩、泥岩，底板比较松软，遇水膨胀，只采顶层。在此条件下，综采工作面，年产量均
6、在150200万t以上，采高为2.5m的综采工作面，最高日产达25900t，年产164.3万t。,区段巷道布置及支护采面巷道沿走向呈三巷布置，分别用作行人、运输及串联通风。 矿井采用倾斜长壁开采，工作面是沿倾斜推进的。 区段上下回采巷道及开切眼断面均为矩形，巷道高2.5m，上下平巷宽为4.25.5m，切眼宽约7m。,采面巷道均用锚杆和W型钢钢带支护，锚杆间距一般取8001000mm。W型钢钢带长度比巷道宽度短400500mm，交叉点纵向、横向都用钢带和锚杆成井字形支护，钢带增长，锚杆加密 。,综采长壁工作面设备液压支架 架型以四柱支撑掩护式支架为主，只有一套两柱掩护支架。支架工作阻力较高，为4
7、00900t，多数为600-650t。支架结构高度1.63.5m，实际应用2.5m左右，适用于中厚煤层。顶梁为整体刚性梁，前探梁分潜入式和挑梁式，有的附带护帮板，但很少使用。侧护板为折叶式，推移千斤顶多为短框架，千斤顶倒装，强力支架的前柱前方加有“过桥”，厚80mm，高约550mm，以便增加支架强度。,前边为箱体式，上下有盖板，以增加支架抗扭能力，四边杆底的销子直径为110120mm。支架采用邻架操作方式，可手动，也可电磁控制，连续移架达420架。移架采用电液控制，推移步距1m，移架速度为9s架，端头支架和排头架比工作面分界处侧护板加大，以防支架落后向回采空间窜歼。支架总重1727t。,综采长
8、壁工作面设备采煤机 主要采用英国安德森公司生产的AM500型双滚筒可调高采煤机，电动机功率大于300KW，多数为375380KW，电压为3300V，无链牵引，手控或遥控采煤机，滚筒截深0.7l.0m，并装有装煤板、挡煤扳、破碎机和气流降尘器等，功能齐全。 优兰矿采用EDW1000L型双滚筒采煤机，最高月产达25.9万t。,综采长壁工作面设备输送机 主要采用道梯公司生产的双中链封底式输送机。运输能力2500t/h，机头机尾各装一台电机，功率600700KW，有的机头机尾各装两台电机，功率达2200 KW。输送机宽达830mm，链速达0.2m/s，装有侧卸装置、铲煤板、破碎机和紧链器及底链断裂伤检
9、测孔等。,综采工作面劳动组织及经济效益： 澳大利亚煤矿使用综采时，每矿只配备一套综采设备，备用支架不超过5架，有的矿工作面输送机只有一套备用，其他设备均无备用。矿井实行一周5天工作制，三班生产，一班检修，每班出勤约为10人，每天有效工作时间16小时。综采成套设备有效工作时间长，搬家倒面迅速，设备利用率高，经济效益好。,综采长壁工作面设备桥式转载机主要采用道梯公司生产的双边链桥式转载机，能力大于工作面输送机，井装有水平破碎机。,澳大利亚Newlands煤矿 自动化工作面,Newlands煤矿始建于1981年，1983年投产，当时设计生产能力500万t的露天矿，随着浅部露天开发的深度加深，90年转
10、入井工开采，开采石炭二叠系煤层，煤层厚度4.55m，埋深100m左右，属于浅埋煤层。Newlands煤矿目前生产能力780万t，一井一面，将来生产能力将达到1300万t，全矿110人。,1。 工作面基本情况(Working face parameters) 煤层厚度5.0m，采高4.8m，工作面长度250m，推进长度3000m，工作面配备36人，4班作业，一名值班领导，7名操作人员，1名机械巡查人员，1名电工。,每个班工作7天，休息7天，星期六、星期日全天生产，每班12小时，星期二检修12小时，生产12小时，其余4天每天生产20小时(每班10小时)，检修4小时。设备的检修均有设备生产厂方实施专
11、业化队伍。,2。 工作面装备情况(Working equipment) 采煤机 EL1000 装机功率：1684KW 生产能力：4000th 截割功率：2600KW 滚筒直径：2500mm 截割速度：48m 液压支架：DBT公司 支撑高度：2.25.0m 宽度：1.75m 工作阻力：9140KN, 运输机：DBT PF51342 装机功率：2855KW 运输能力：3500 4000th 链环直径：48mm 链环节距：144160mm 链速度：1.56ms 槽宽：1342mm CST驱动和离合保护系统 转载机：PF41532 装机功率：350KW 运输能力：44004800th 长度：29m 槽
12、宽：1532mm,3。 运输系统能力(Belt line ability) 主井系统 装机功率：31000KW 运输能力：5200th 带速：45ms 带宽：1800m 顺槽胶带 装机功率：3375KW 运输能力：4500th 带速：4.1ms 带宽：1600m,4。工作面自动化生产情况(Produce status) 工作面的三机控制采用PLC集控方式，由刮板机机头一名操作工进行集中控制，一名煤机司机操作前滚筒，后滚筒根据前滚筒的高度变化自动调整，支架随着煤机位置变化自动进行拉架、推溜。,工作面采取单向割煤方式，机尾斜切进刀工序生产过程中，工作面只有一名煤机司机和机头集控操作员两人，其他人员
13、在顺槽作业，如遇到地质构造时，或设备故障时改为手动操作，取消自动化操作模式，自动化率达到60。,（三） 德国DSK公司Auguste Victoria 煤矿435m长的综采工作面,1 。 矿井基本情况(Mine basic status) Auguste Victoria 煤矿，开采石炭二叠系煤层，平均埋深1020m，煤层厚度1.92.3m，地压高，地温高达26 ，高瓦斯矿井，开采条件非常复杂，是DSK公司的一个老矿井。立井开拓，井深980m，井田面积227.4km2,现有地质储量5.5亿t，可采储量2.3亿t，使用巷道127 km。,矿井现有人员415人，其中学徒257人，装备三个长壁工作面
14、，两个滚筒式采煤机，一个刨煤机，矿井生产能力：最小310万t/a，最大1200万t/a。,2 。 工作面基本参数(Working face parameters) 工作面长度435m，推进长度1400m，开采深度1020m，煤层厚度2.3m，采高2.12.3m，顺槽拱形断面29m2，巷道宽度7m，拱高4.85m，支护采用可伸缩U型棚，沿空留巷。工作面人员配备85人，4班作业，三分之一的工作用于沿空巷道维护。,3 。工作面装备(Working equipment) 采煤机：艾柯夫SL300/420滚筒采煤机 装机功率：1200KW 生产能力：2500t/h 截割功率：2480KW 截深：1000
15、mm 牵引功率：2100KW 牵引速度：20m/min 液压支架：DBT公司 支撑高度：1.63.45m 宽度：1.75m 工作阻力：10556KN 顶梁长度：6440mm（可伸缩顶梁） 推移步距：1000mm（可伸缩推拉杆）, 运输机：DBT PF4/1132 装机功率：31000KW 运输能力：3500t/h 链接直径：48mm 链接节距：144/160mm 链速度：1.59m/s 槽宽:1132mm 转载机：DBT 装机功率：400KW 运输能力：3500t/h 链速度：2.00m/s 槽宽:1332mm 顺槽皮带： 带宽：1400mm 长度：1800m 装机功率：3200KW 运输能力：3000t/h,（四） 南非Matla二矿6.0m大采高工作面,1 。 矿井基本情况(Mine basic status) Matla二矿始建于1998年，于2002年8月投产，开采石炭二叠系煤层，主采煤层有三层，自上而下为5煤、4煤、2煤，煤层厚度分别为1.9m、3.5m、6.5m，埋藏深度分别为60m、90m、116m，属于浅埋煤层，开采技术条件优越，类似神东矿区。,Matla二矿一井两面，生产能力12001500万t/a，装备两个综采工作面和七个连采工作面，综采工作面平均月产45万t，最高月产71万t，年产540万t。全矿300人，管理人
