煤矿开采新技术、新工艺和新设备2025.5.21.pptxVIP

第一节煤矿综采工作面自动化、智能化新技术

第二节厚煤层整层开采技术

第三节煤矿绿色开采新技术

;一、综采工作面智能控制技术

综采工作面普遍采用走向长壁全部垮落法的采煤工艺，伴随综采设备进一步向大型化、大功率方向发展，采煤机的平均功率达1020kW，工作面的总装机功率超过3000kW，有很多的工作面设备电压为3300V，安装了现代化的大型设备，确保了煤矿能够安全高效生产。;（一）采煤机的发展趋势

随着智能化采煤机特别是电牵引采煤机的广泛应用，采煤机向着大型化、大功率、稳定性方向发展，就当前发展的状况来看，单是在割煤高度这一方面已经达到了0.8～8.8m的水平，而且能够适应的倾角范围也从最开始的0°提升到了60°。随着技术水平的不断进步，用于总装机功率监测的产品也得到了很大程度改善，以238～2500kW功率设备为例，其牵引速度能达到20m/min以上，落煤速度达到6000t/h。采煤机的截割速度一直在增加，目前采煤机的截割速度一般为0.2～0.4m/s，一些新研究开发的采煤机截割速度达到0.4～0.6m/s，采用计算机人工智能控制的采煤机以及具备超前防护功能液压支架的应用，使长壁工作面生产能力和效率得到持续的改善。内置式多功能微处理机和控制系统的使用，使采煤机控制技术方面取得重大进步，微处理机的应用功能增加使采煤机生产能力和性能大为改进。另外，人工智能装置的采用使采煤机增加了动态控制和故障处理能力，安装在采煤机上的计算机人工智能系统，可根据煤层地质条件的实际变化情况，自动地改变采煤机的运行状态参数，包括采煤机截割速度、截割滚筒和挡煤板的位置，截割速度可以通过程序进行控制。;（二）工作面液压支架的发展趋势

我国从20世纪60年代末开始液压支架研发工作。20世纪80年代初，我国分三次大规模引进国外支架，尤其是第一批引进了当时较为先进的综采设备共100套，其液压支架主要以二柱掩护式和四柱掩护式为主，支架的参数和性能比以往支架有了明显的提高。通过消化吸收国外先进技术，我国科研人员自主研发了多种用途的液压支架，最具代表性的有QY系列和YZ系列支架。20世纪80年代以来，我国开发了适用于坚硬顶板的大吨位支架、分层开采自动铺连网支架、放顶煤液压支架和大流量安全阀、操纵阀等。从20世纪90年代中期开始，我国液压支架进入了快速发展阶段，全综掘、综采工作面数量大幅度提高，液压支架的性能、参数、可靠性有了明显的提高，支架的架型不断丰富，如大采高支架、薄煤层支架、大倾角液压支架、铺网液压支架和端头支架等。到目前为止，适应于我国安全高效的国产液压支架有20余种架型，其中用于缓倾斜中厚煤层和特厚煤层的各占一半。适用于缓倾斜厚煤层安全高效的液压支架分为机械化铺连网支架、一次采全高支架和放顶煤支架三大类。;近年来研制的主要高端液压支架架型介绍如下：

1.特种液压支架

ZZ9000型特种液压支架大大提高了液压支架撤出工作的安全性，降低了支架撤出成本，提高了回撤速度。其特点有：使用四连杆或其他机构，保持梁端和煤壁之间的基本安全距离；使用整体自移式结构和智能自控系统，便于支架操作及自动控制和远程控制。

2.大采高综放液压支架

ZF15000/28/52型四柱大采高综放液压支架，工作阻力达15000kN，采用铰接前梁和高可靠性伸缩梁加二级护帮的结构以防止工作面片帮和冒顶；采用新型双四连杆中通式大空间放顶煤支架稳定机构和扰动式高效放煤机构，整体材料以Q690为主，并研制了360mm恒阻抗冲击立柱。该设备在塔山煤矿8105工作面进行了工业试验，工作面设备平均开机率为92.1％，煤炭资源采出率达88.9％，平均月产超过0.9Mt，年产量10.85Mt。;3.7～8.8m超大采高液压支架

近年来，围绕大采高液压支架的研制不断取得新的成效。

安徽矿业机电装备有限责任公司自主研发了ZY18800/32.5/72D型掩护式电液控液压支架，采用整体顶梁带内伸缩式伸缩梁和三级协动护帮装置，采用500mm缸径立柱，采高范围3.25~7.2m，工作阻力达到18800kN，可实现远程自动成组控制，极大降低了综采工作面工人劳动强度，已经达到国内高端水平，一次采全高，资源采出率可提高到90％以上；其独特的双平衡千斤顶设计更是能够保证支架抗扭转力，确保支架稳定，更好地适应煤层开采条件。

兖矿东华重工有限公司研制了ZY21000/38/82D型液压支架是8.2m超大采高掩护式液压支架，质量约78t，工作阻力为21000kN。

中煤北京煤矿机械有限责任公司成功研制了ZY22000/39/85D型特大采高强力轻量化掩护式电液控制支架，该支架支撑高度为8.5m，工作阻力为22000kN。;3.7～8.8m超大采高液压支架

郑