151-四台煤矿薄煤层自动化工作面设备配套技术研究
自动化综采工作面采煤工艺技术研究与应用
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ 科技 与创 新
自动化 综 采 工作 面 采煤 工 艺技 术 研 究 与应 用
段 云龙
（ 山西大同煤 矿集团有限责任公 司四台矿 ，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ ７） 摘 要 ：通过介 绍四 台矿 首个薄煤层 自动化采煤无人工作面的 自动监控 系统的原理、组成和 自动化生产情况 ，对 自动化 综采设备 的选型和 薄煤层 条件 下开采的应 用管理效果进 行 了分析 。 ． 关键词 ：薄煤层 ； 自 动化 ；无人 工作 面 ；采煤 工艺 ； 技 术研 究
自动化采煤主要有三种方 式 ：第一种是机组司机用遥控器 就近操作 ；第二种是操作人员 控制煤机示范割一刀煤 ，以后煤 机依据示范刀 的记忆 自动 反复地割煤 ；第三种是通过监视系统 对煤机进行 有线远程操作 。ＭＧ ２ ５ ０ ／ ５ ６ ０ ． ＷＤ型采煤机具有记忆 截割功能 ，即事先 由人工操作 割一 个示 范刀 ，采煤机 内部存储 器 会记下在各个位置 时滚筒 的截 割高度 数据。煤机可随着工作 面倾 角的变化 自动调整数据 ，进行 自动补偿 。在遇到工作面地 质条件变化时 ，它依然 能 自动割煤 ，并保持平直 ，实现记忆截 割 。采用端头割三角煤斜 切进 刀 ，割刀时前滚筒割顶刀 ，后滚 筒割底 刀 ，如此循环往返 ，一次进两刀 。
３ 采 煤 方 法 和 回 采 工 艺 流 程
制液压支架 ，端头采用 Ｚ Ｙ ６ ２ ０ ０ ． １ ５ ／ ３ ２ Ｄ型掩护式 电液控制液压 支架 。超前 采用 Ｄ Ｗ２ ８ — ２ ０ ０ ／ １ ０ ０和 Ｄ Ｗ３ １ ． ５ － ２ ０ ０ ／ １ ０ ０型单体支柱 配 ＤＦ Ｂ ３ ８ ０ ０ ／ ３ ０ ０ ｃ和 ＤＦ Ｂ ３ ２ ｏ ０ ／ ３ ０ ０ Ｃ型花边钢梁进行支护 。 无人工作 面控制 系统 ：① 在顺槽控制 中心 ，实现工作 面的 控制 ；②采煤机 自动记忆切割 ；③液压支架 自动定位 、推移 ； ④三机 自动联动 ；⑤ 皮带系统和泵站 的 自动控制 ；⑥视频监视 自动跟踪 。 ３ ． ３ 回采工艺 流程
薄煤层综采技术研究
薄煤层综采技术研究摘要：近年来随着开采，很多产煤单位面临着厚及中厚煤层储量减少，薄煤层即将成为主采煤层的问题。
该文研究了我国薄煤层开采中所面临的问题，提出了薄煤层开采应采用的方法和研究方向。
对先进采煤国家的薄煤层开采工艺进行了研究。
关键词：薄煤层方法论研究方向先进工艺1 我国薄煤层综采现状目前我国探明的薄和极薄煤层，资源储量较大且分布广泛，全国共有80个主要煤炭生产单位的445处矿井赋存有薄或极薄煤层，占全国矿区的84%还多。
薄及极薄煤层可采储量达61.5亿t，约占总可采储量的20%左右。
其中0.7～1.3 m的缓倾斜薄煤层占74％，中硬以下的薄煤层层数占总层数的65％。
据往年的煤矿生产年度报告，1985年1.3 m以下的薄煤层产量为3487万t，占该年度回采总产量的12.3%，1995年下降到9.3%。
由于效益差,目前开采该类煤层的综采设备机械化水平普遍较低。
我国以往的配套设备主要为：（如表1）20世纪60年代开始，我国就对薄煤层综采技术展开了相关研究，并先后研制、生产了多种薄煤层综采配套设备，但关键性技术及装备一直没有解决，导致薄煤层开采单产低，成本高、效益差，产量一直未能取得突破，效率一直徘徊在较低水平。
近年来，随着开采，很多产煤单位面临着厚及中厚煤层储量减少，薄煤层即将成为主采煤层的问题。
薄煤层的开采已经成为影响了整个煤炭行业协调发展的问题。
如何在装备国产化的前提下，实现薄煤层高效开采、延长矿井服务年限、发展循环经济、提高资源回收率，是迫切需要解决的问题。
2 薄煤层综采研究的方法论2.1 研究方法应采用现场实测结合理论分析的方法，充分运用力学理论、矿压理论进行研究。
(1)现场实测开展薄煤层下综采的调研工作。
对现场实测数据进行分析，总结出松软薄煤层的来压规律及其支架的受力特点。
在此基础上，进行相关研究。
(2)理论分析利用岩体力学和矿山压力的相关成熟理论，及目前已有的模拟软件。
分析薄煤层综采工作面顶板的岩体破坏规律、来压规律以及采场支架的受力特征。
大倾角薄煤层综采工作面配套优化设计
大倾角薄煤层综采工作面配套优化设计李刚【摘要】针对贵州省松河煤业采一区首采工作面设备选型及配套问题,基于设备的服务能力及矿井的地质条件和生产能力,通过实践经验和理论计算,分析得出综采工作面合理的三机配套及选型,对煤矿安全生产起着重要的作用.【期刊名称】《山东煤炭科技》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P124-126)【关键词】三机配套;采煤机;刮板输送机;液压支架【作者】李刚【作者单位】贵州省煤矿设计研究院,贵州贵阳550000【正文语种】中文【中图分类】TD421.8贵州省松河煤业位于贵州省六盘水市，地理坐标为东经104°35′38″～104°45′5″，北纬26°2′30″～25°57′45″。
该矿井为煤与瓦斯突出矿井，矿井通风方式为分区式，通风方法为抽出式，设计能力240万t/a[1]。
矿井自投产以来，一直采用综合机械化采煤的回采工艺方式。
基于矿井煤田的地质条件及煤层赋存特征，煤层倾角约为30°，根据矿井巷道掘进布置方式，采煤工作面选择单一走向长壁后退式采煤方式，顶板管理采用部分人工冒落法。
根据该矿区煤层赋存特征，参与三机配套及选型设计，优化方案如下。
1 采煤机设计选型1.1 采煤机选型原则（1）由于采煤机长期处于额定功率会引起电机烧损，该矿区地质构成复杂，存在较多的隐伏小断层，因此应有足够大的电机功率，适用的煤质硬度范围为略大于煤及煤矸石的硬度系数f。
（2）在空间与机械关系上，采煤机应与刮板输送机、转载机、液压支架相配套。
（3）为了适应回采面煤层厚度的变化，应配备各种规格直径的滚筒，并采用双滚筒。
（4）该矿区根据设计年生产能力及井下工作面接替安排，采煤机的选型应同时考虑其他主采煤层的开采，保证生产能力。
1.2 采煤机选型根据采煤机选型的主要原则，为保证所选采煤机适应主采煤层的开采，并保证主采煤层生产能力。
(3号煤层工作面采煤机均按150万t/a）（1）生产能力选型采煤机每小时生产能力为：综采工作面采煤机小时生产能力Qh（t/h）为648t/h。
薄煤层综采设备的优化配置及工艺研究
＝
式 中： 一输送机能力 ，５ ｔｈ ３０ ； ／ ｋ一输 送机 因条件导致能力 降低 系数 ，． ； １１ ５
一
２ ２ 刮 板 输 送 机 ．
采 高 ，．ｍ； １５
型号 ：Ｇ ７ ０ ４ ０ 出厂长度 ：５ ｍ； 送量 ：０ ｔ Ｓ Ｂ３／０ ； １０ 输 ８０ ／ ｈ 装 机 功率 ： ； ２×２ ０ Ｗ； ０ ｋ 刮板 链 速 ： ．６ ／ ； １ １ ｍ ｓ 紧链 方
综合考虑采煤机功率 、 煤质硬度系数 、 煤层厚度 及 采高、 顶板节理发育 情况 、 支撑压力压 酥煤壁深 度 、 支 架支护方式等 因素来确定截深 。通过认真分 析工作 面 地质条件和其 他矿井 薄煤层 机组 的设备 配套情 况 ， 确 定 截深为 ０ ６ ．ｍ。当顶板破碎严 重时 ， 每刀 带压拉架 时 进 行超前 支护 ， 以提高支护效果及循环单产 。 ３ １ ２ 采 煤机 牵 引速度 的确定 ． ．
割 电机型号及功率 ： Ｂ Ｙ Ｃ一１０× Ｗ， ０ ４ ｋ 电压 １４ ｋ １０ Ｗ； 牵引 电机 型号及功率 ： Ｂ ２ ２ Ｋ 电压 ３０ Ｗ； Ｙ Ｓ一 ５× Ｗ， ８ｋ
煤 层较 薄 ， 层结构 复杂 ， 煤 局部 含一 层 ０ ０ ｍ 的黄铁 ．３ 矿。直接顶为十下灰 岩 ， 深灰 色 ， 中部垂 直裂 隙发育 ， 方解石充填 、 坚硬 ， 硬度 系数 ８ ３ 顶 板不平整 ， ．， 局部 凹 凸明显 ， 且局部有 压顶 现象 ， 平均 厚度 ４ ４ ｍ； 接底 ． 直 为泥岩灰色 ， 松软 ， 易碎 ， 质胶结 ， 泥 水平 层理 ， 硬度 系 数 １７ 平均厚度 ４ ４Ｉ； ．４， ． 老底 为灰色粉细砂岩 ， ｎ 坚硬 ， 不 易破碎 ， 硬度 系数 ５～ ， 均厚 度 ２ ３ ７平 ０１。地 层倾 角 １ 较为平缓 ， 角 ３～６ ， 均 ４ 。工作 面倾斜 长 度 ７ 倾 。平 。 ５ ｉ， 均 厚 度 １ ３ Ｉ储 量 ６ ４ ０。煤 尘 爆 炸 指 数 ｎ平 ． ０ １， Ｔ ０９ｔ ４ ．１ ， ３２ ％ 属强爆 炸性煤层 。
煤矿综采工作面智能化技术与设备分析
煤矿综采工作面智能化技术与设备分析摘要：随着产业结构的逐步调整和升级，煤炭行业对开采技术进行了创新和优化，特别是向智能化和自动化方向发展，为煤炭行业的顺利转型提供了基础条件。
目前，综采工作面是智能技术发展和应用的重点对象。
为了促进煤炭行业实现高度智能化和无人化生产的发展目标，有必要充分研究相关技术和设备，以促进煤炭行业的可持续发展。
关键词：煤矿综采工作面；智能化技术；设备引言目前，互联网信息技术已经充斥生活的方方面面。
在很多行业，利用智能技术凸显发展优势已经成为主流模式。
因此，本文考虑将智能技术与当前煤矿开采技术相融合，充分发挥智能技术的优势，提高整个行业的机械化水平和安全性，加快模式转变，使智能技术和装备引领未来矿业发展的趋势。
1煤矿综采工作面智能化技术分析1.1位置监测技术为了实现综采工作面的智能化生产和施工，需要知道各设备的位置和采区的位置，并实时传回操作系统。
因此，经过长时间的研究和开发，位置监测技术被广泛应用。
综采工作面还可以借助模拟系统和虚拟现实技术，对实际环境进行模拟，多维度地探索矿区的具体情况，提前预判在生产中可能会发生的问题，设置好作业模式，做好准备工作，确保生产中工作人员的安全和设备的正常运行。
1.2识别技术智能识别技术作为综采工作面的智能化技术之一，对提高综采自动化水平具有重要作用。
煤矿企业和工作人员应首先明确具体的开采要求，同时建立开发的数学模型，并借助网络技术设计相应的验证算法，以提高识别的准确性，并不断创新和完善，开发更加先进的智能化技术。
煤矿开采作业的环境具有一定的复杂性，只使用以往的记忆识别程序和振动频率传感器无法在实际中起到较为明显的作用。
因此煤矿企业应积极投入研究资金和人力等资源，研发具有高分辨率的自动传感器，减少开采成本，同时学习与借鉴国外先进技术和经验，进一步提高综采工作面作业的智能化水平。
1.3生产连续性保障技术生产连续性保证技术对于生产的均衡控制极其重要。
薄煤层综采工作面总体配套技术
薄煤层综采工作面总体配套技术1 范围本标准规定了薄煤层综采工作面总体的有关术语和定义、技术要求和总体配套验证。
本标准适用于煤矿地下开采煤层厚度大于0.8m（含）小于1.3m（含）薄煤层综采工作面总体配套（以下简称薄煤层工作面总体配套）。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。
GB/T 5817 粉尘作业场所危害程度分级GB/T 18452 破碎设备安全要求GB/T 24506 液压支架型式、参数及型号编制GB/T 25974.1 煤矿用液压支架第1 部分:通用技术条件GB/T 25974.2 煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件GB/T 35060.1 滚筒采煤机通用技术条件第1部分：整机GB/T 50383 煤矿井下消防、洒水设计规范GB/T 50536 煤矿综采采区设计规范GB/T 50581 煤炭工业矿业监测监控系统装备配置标准AQ 1021 煤矿采掘工作面高压喷雾降尘技术规范AQ 1026 煤矿瓦斯抽采基本指标AQ 1027 煤矿瓦斯抽放规范MT/T 84 滚筒采煤机型式和基本参数MT/T 98 液压支架用软管及软管总成检验规范MT/T 103 矿用刮板输送机出厂检验规范MT/T 105 刮板输送机通用技术条件MT/T 106 顺槽用转载机通用技术条件MT/T 154.3 刨煤机产品型号编制方法MT/T 154.4 带式煤矿用输送机型号编制方法MT/T 188.1 煤矿用乳化液泵站第1部分：泵站MT/T 188.2 煤矿用乳化液泵站乳化液泵MT/T 410 刨煤机型式和基本参数MT/T 493 顺槽用破碎机通用技术条件MT/T 529 煤矿用伸缩带式输送机参数MT/T 556 液压支架设计规范MT/T 689.1 刨煤机出厂检验规范MT/T 689.2 刨煤机型式检验规范MT/T 820 煤矿用带式输送机技术条件MT/T 901 煤矿井下用伸缩带式输送机MT/T 986 矿用U形销式快速接头及附件MT/T 1118 滑行刨煤机刨头和滑架MT/T 1136-2011 矿井降温技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
薄煤层工作面全自动化刨煤机成套设备研究
工程师
舒兰
１２ ０ ３６２
维普资讯
２０ 年第 １ 期 ０７ １
２ ２ 刨煤机 工作 原理 、
刘子 良： 薄煤层工作面全 自 动化 刨煤机成套设备研究
・・ ７
４ 全 自动化 刨煤 机成 套设 备开 采 的主要 工艺
刨 头沿运 行导 轨 ， 由刨链 牵引 ， 过机 头 、 尾传 通 机 动部 在工 作面 往复运 动 ， 靠刨 刀 对煤壁 形 成 的静 压 依
的 目的。
薄煤层全 自动化刨煤机成套设备主要 由刨煤机 、
输 送 机 、 载机 、 转 破碎机 和 自动控 制系统 所组 成 。
２ １ 配套设 备 的基本要 求 ．
在对 自动化刨煤 机 进行技 术 配套时 ， 首先 应 明确
① 作者简介： 子良 刘
男 １６ ９ ６年 出生
１９ 年毕业 于徐州煤炭建筑工程学校 ９１
接 。 因为引进设 备 的某 些 零 部件 标 准制 度 与 我 国 的
工艺的限制 ， 经济效益相对较低 ， 丢薄保厚的情况 时
有发 生 ， 成采储 比例 失调 ， 源丢 失 给 煤 炭工 业 的 造 资
可持续发展带来 了很大的隐患。薄煤层机械化采煤
对 于煤 炭资 源的保 护 和利用 ， 以及 对延 长矿井 开采 寿
维普资讯
第 １ 期 １ ２０ ０ ７年 １ 月 １
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ｎ ｉＣｏ ｉ ｇ Ｃｏ ｌＳ ｉ ｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｈａ ｘ ｋ ｎ ａ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ
ＮＯ． １ １
Ｎ ｖ２ Ｃ ｏ．Ｏｒ ７
问题探讨 ・
刨 煤 机 成 套设 备 开采 的 主要 工 艺 过程 为 ：刨 煤
煤矿综采工作面采煤机智能开采技术应用试验研究
煤矿综采工作面采煤机智能开采技术应用试验研究摘要：近年随着人工智能、机器人等领域的快速发展，加快了煤矿智能化建设进程。
一直以来，煤炭开采效率、安全性和成本是煤矿企业关注的主要问题；同时，煤炭作为我国国民经济发展的主要动力，实现煤炭的安全高效开采对于经济发展和社会进步具有重要意义。
“智能化”是未来所有行业发展的趋势，煤炭行业也不例外。
实现煤矿综采工作面的智能化开采旨在根据工作面的地质条件、煤层条件以及瓦斯等情况，采用理论分析与实践经验相结合的方式实现对工作面煤层的智能化开采。
关键词：煤矿综采工作面；采煤机；智能开采；技术应用引言目前国内煤矿工作面的开采设备均处于机械化开采阶段，并逐步朝着智能化方向迈进。
而煤矿综采工作面采煤机的智能开采技术大多是基于对采煤机高精度的轨迹跟踪，包括记忆截割、人工远程干预两个方向。
1煤矿综采工作面采煤机智能开采技术应用背景薄煤层广泛分布于我国80多个矿区，工业储量丰富，可达98.3亿t，其中可采储量约为65亿t，占全部可采储量的20%左右，但是薄煤层的开采过程中，较大的劳动强度、极低的机械化程度和经济效益，导致各类矿区普遍存在弃采现象，造成了煤炭资源的浪费。
薄煤层产量仅占全国煤炭产量的10%左右，安全高效开采薄煤层是提高煤炭资源采出率的重要途径。
相较于中厚煤层和厚煤层，薄煤层开采有如下特征:①采掘空间狭小，设备运转空间有限，人员活动区域小，且易受地质条件影响；②人员在工作面行走、作业困难，劳动强度大；③作业环境恶劣，职业危害加大。
因此，需研发配套的智能开采技术，以此增加薄煤层开采的自动化程度，降低开采成本，增加开采效益。
智能化开采也是我国煤炭行业升级转型的必由之，目前，我国煤矿仍处于智能化开采的初级阶。
薄煤层的智能化开采是在绿色开采理念指导下，采用成套智能化采煤装备和人工智能技术，实现工作面规模化安全高效绿色开采。
随着综采工作面智能化开采向深水区攻关，行业提出了基于透明工作面的智能化开采设想，以增强煤层赋存感知、实现综采装备与开采空间融合关联、构建实时数据支撑的动态透明工作面为研究方向，达到综采装备的智能决策和自主执行。
综采工作面智能化开采技术研究
综采工作面智能化开采技术研究摘要：近年来，我国在煤矿的智能化开采上在不断进行突破和创新，所用设备也越来越先进。
到2019年为止，我国所设置的智能化采煤工作面已经突破了200的界限，对人力的需求量在不断减少。
为实现矿井厚煤层综放工作面自动化开采，在自动化工作面建设中，提出了智能化工作面开采的控制系统和配套装备以及自动化工作面开采的采煤技术。
本文通过探究国内外煤矿智能化发展的情况、剖析我国煤矿智能化发展存在的问题，并针对煤矿智能化开采技术做深入思考，希望能够为我国煤矿开采智能化发展和产业的升级提供有力帮助。
关键词：综采工作面；智能化开采；技术要点中图分类号：TD47 文献标识码：A引言近年来，随着我国煤矿装备水平和开采技术的不断提升和发展，综采智能化无（少）人开采成套装备技术已在我国黄陵、神东、枣庄等矿区得到成功应用。
但由于我国煤矿井下煤层赋存条件变化大、地质条件较复杂，目前综采智能化开采技术还处于起步发展阶段，从而给智能化开采技术的推广应用造成一定限制。
如工作面支架及刮板输送机的直线性调整控制、采煤机摇臂高度智能调节控制、煤流负荷智能均衡控制、工作面人员精准定位等，这些智能控制技术还需进一步深入探索研究。
1 综采工作面智能化开采发展规划随着我国将煤炭绿色智能采掘装备列入能源装备发展任务之一，明确指出要加快研发煤炭智能化开采技术，力争做到机械化与自动化相结合并成功替代人工操作，避免将人置于危险工作环境中，鼓励煤炭工业也不断深入探索“互联网+人工智能+自动开采”的绿色开采新模式。
如今我国很多煤炭企业已陆续开始采用煤炭综采工作面智能开采技术，有效提高了煤炭开采量和开采效率。
按照我国煤炭综采工作面智能化开采的规划，未来大致会经过四个阶段，第一阶段主要以设备单机自动化为主，包括液压支架自动跟机、采煤机记忆割煤；第二阶段主要以设备工作自动化为主要特征，其中包含了工作面设备的协同控制、视频辅助；第三阶段以工作面数字化技术引入为主要特征，包含透明工作面＋自动规划采煤，最终达到第四阶段以综采设备自适应开采＋深度智能学习替代人工干预的智能化开采阶段。
综述薄煤层综采工作面成套设备选型与配套
综述薄煤层综采工作面成套设备选型与配套
申志斌
（ 山西太 重煤机煤矿装备成套有 限公 司，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要】 通过对 长治 慈林 山煤 业薄煤层 综采设备 的选型计算 以及设备型号的介绍 ，总结薄煤层 综采成套设备 的配套 选型基 本形
式 ，以保证 高效 、安全 、科 学地进行 综合机械化 采煤 ，充分显现薄
煤层综采设备的优越性。
【 关键词 】 薄煤层 ；综采 ；成套 ；选型
薄煤层长臂式高效开采 目前主要有两种技术途径 ：（ １ ）采 用刨 煤机、刮板输送机和液压支架配套 的刨煤机综采机组 ；（ ２ ）采用滚 筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套 的采煤机综采机组 。这两种 配套模式在我国虽都有应用 ，但刨煤机使用较少 ，局 限性 大，而 大 多选择滚筒式采煤机 。其主要原因有 以下几 点：（ １ ）刨煤机对地质 条件要求高；（ ２ ）滚筒式采煤机技术相对成熟 ，配套难度 小，风 险 低；（ ３ ）滚筒式采煤机具有截割效率高 、破煤岩能力强 、适应性好 等优点。 下面 以较有代表性的山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司９ ＃ 薄煤层综采设备为例 ，对薄煤层综采工作面总体配套进行 阐述 。 自 ２ ０ １ ０年 １ ０月 １ ３日设备开始实际生产运行 至今， 该套 设备运 行平稳 、 安全、可靠 ，首采工作面平均月推进 １ ５ ８ ｍ ；最高达 到 ２ ３ ６ ｍ ，完全满 足薄煤层工作面 ３ Ｏ万吨的生产能力要求， 大大提 高了薄煤层综 采工 作 面的经 济效益，因此 具有较 高的推广价值 和借鉴价值 。 １煤层地质情况 ９号煤层位于太原组二段底部，埋深 １ １ ０ ￣２ ４ ７ ｍ ，下距 Ｋ ４石灰 岩０ ． ５ Ｏ ～８ ． ４ ８ ｍ ，平均 １ ． ５ ６ ｍ ；煤层厚 ０ ． ３ ６ ～１ ． ６ ３ ｍ ，平均 １ ． ２ ７ ｍ ， 煤层中硬 以下，煤层倾 角 ３ 。～８ 。，结构简单 ，可稳定数为 ９ ２ ％ ， 属稳定的全区可采煤层之一 ，煤层顶板为石灰岩 、泥岩 ，底板 为泥 岩、细粒砂 岩。工作面总体设计参数如下 ：切眼倾 斜长 １ ５ ５ ｍ ；风巷 设计断 面 ３ ３ ０ ０ ｍ ｍ Ｘ ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ ， 沿顶板掘进 ；机巷 设计断面 ４ ３ ０ ０ ｍ ｍＸ ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ ， 沿顶板掘进；切眼设计断面 ６ ０ ０ ０ ￣ ｎ Ｘ １ ６ ０ ０ ￣， 沿顶板掘进 。 ２工作面配套设备技术规格与参数 ２ ． １采煤机 薄煤层采煤机需要 能够较好地解 决机面 高度 、装机 功率、过煤 高度三者之间的矛盾 ，这样才 能够发挥设备 的适应性与可靠性 。采 煤机选型原则如下 ：（ １ ）适合特定 的煤层地质条件 ，并且采煤机采 高、截深、功率 、牵 引方式等主要参数选取合理 ，有较大 的适用 范
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四台煤矿薄煤层自动化工作面设备配套技术研究安天柱1，孟二存2（1.太原煤气化公司机械动力部，山西太原030024； 2.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013）［摘要］针对薄煤层工作面采高低、空间小的特点，提出薄煤层自动化工作面配套设备需要解决的问题和相应要求。
根据四台矿地质条件，确定薄煤层自动化工作面巷道布置和工作面配套设备参数，提出了四台矿实现综采自动化需要的设备配套功能和要求。
［关键词］薄煤层；自动化；配套［中图分类号］TD355.43［文献标识码］B［文章编号］1006-6225（2012）06-0043-03Equipment Matching Technology of Automation MiningFace in Thin Coal-seam of Sitai Colliery［收稿日期］2012－08－24［作者简介］安天柱(1973－)，男，山西平遥人，高级工程师，从事机电设备技术与管理。
同煤集团四台矿是设计能力5Mt /a 的现代化矿井，四台井田位于大同煤田西北部，井田面积73km 2，井田内地质构造复杂，断层、褶皱和陷落柱发育，水文地质条件简单。
井田内赋存侏罗系大同组煤系地层，现薄煤层开采为14层。
最近几年，四台矿薄煤层开采比重相对增加，但因薄煤层开采技术和装备一直相对落后，与中厚煤层开采相比有相当大的差距，严重影响了四台矿的产量、效率和经济效益的提高，阻碍着高产、高效矿井建设。
为了大幅度提高薄煤层工作面单产和效率，改变薄煤层开采技术落后面貌，推进双高矿井建设，同煤集团首先在四台矿进行两硬条件下薄煤层自动化工作面开采技术的研究。
1地质条件四台矿14层煤层厚度1.3 1.7m ，平均1.5m ；煤层坚固性系数f =2 3。
直接顶岩性为细砂岩或砂页岩互层，直接底为中细砂岩，坚固性系数f 均为7 10。
瓦斯绝对涌出量3.2m 3/min ，相对涌出量1.2m 3/t ；正常涌水量0.25m 3/min ，最大涌水量0.75m 3/min 。
2薄煤层工作面设备配套特点和要求薄煤层由于采高低、空间小，要求“三机”配套尺寸尽可能小，以满足工作面开采的要求。
作业空间狭小给设备的安装、维修带来了一系列问题，因此要求采煤机、刮板输送机、液压支架具有高可靠性。
由于作业空间狭小，工人进出工作面特别困难，因此要求工作面设备自动化程度高，在巷道控制工作面设备，工作面达到无人或少人状态。
薄煤层支架推溜时容易发生俯仰姿态，造成刮板输送机“扎底”和“漂溜”问题，因此需要在刮板输送机上设计调斜装置。
在推溜前系统通过调斜装置使刮板输送机前部扎底，把浮煤铲到刮板输运机上，解决了刮板输运机上漂及浮煤清理问题。
由于设备配套尺寸小，容易发生装煤效果差及采运不匹配问题，要求系统采用分段多轮推溜控制。
通过分段推溜解决运输机推进时的溢煤问题以及由于采煤机过煤高度不足引起的采运不匹配。
3配套技术研究3.1工作面基本条件巷道断面皆为矩形断面，运输巷断面尺寸（宽ˑ高） 4.3m ˑ2.6m ，回风巷断面尺寸（宽ˑ高）3.8m ˑ2.6m ，工作面上下巷之间煤壁距离180m 。
3.2工作面巷道布置为了实现工作面少人化甚至无人化，根据四台矿煤层顶、底板条件，巷道沿底板掘进，巷道高度保持2.6m ，煤层厚度为1.6m ，巷道内布置2架端头支架，具体布置方式如图1所示。
3.3工作面“三机”配套3.3.1总体配套要求由于煤层变化范围为1.2 1.6m ，且有断层和陷落柱，为了适应煤层变化要求，液压支架结构高度确定为850 1800mm ；支架工作阻力选择为4400kN ，采煤机选用MG250/560－WD 电牵引采煤机，采用2ˑ125kW 双电机横向布置，增大电机34第17卷第6期（总第109期）2012年12月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.17No.6（Series No.109）December 2012DOI:10.13532/11-3677/td.2012.06.016图1巷道设备布置功率，减小结构外形尺寸。
刮板输送机选用SGZ764/400，电机功率为2ˑ200kW ，链条选用2－ 26ˑ92－C 。
工作面主要配套设备型号见表1。
表1工作面配套设备名称设备型号采煤机MG250/560－WD 刮板输送机SGZ764/400转载机SZZ764/132破碎机PCM110支架ZY4400/08.5/18D 掩护式液压支架电液控制系统SAC 电液控制系统图2为工作面“三机”配套图，由图可知，MG250/560－WD 采煤机和SGZ764/400刮板输送机配套后机面高度为860mm ，最小采高为1.2m ，过煤高度为313mm 。
由于过煤空间小，装煤效果差，采运不匹配，推移系统采用分段多轮推溜控制功能，保证煤流顺畅。
图2工作面三机配套3.3.2液压支架配套要求液压支架配备北京天地玛珂电液控制系统有限公司的SAC 型电液控制系统，具有如下功能：（1）液压支架可实现单动作控制和顺序动作自动控制。
（2）液压支架成组程序自动控制，包括成组自动移架、成组自动推溜、成组调斜及成组喷雾动作等。
（3）具备初撑力自动保持功能，能够带压移架功能。
（4）具有急停、闭锁操作。
（5）液压支架跟随采煤机的自动控制功能。
（6）在巷道的控制台上可以实现液压支架的远程集中控制。
（7）工作面配置视频系统，可以在工作面巷道进行工作面设备的集中监测。
（8）具有本安型LED 照明系统，进行工作面煤壁、巷道照明。
（9）系统具有分段推溜、多轮推溜等多种操作方式，可以均衡加载装煤，使刮板运输机上的载荷均衡。
3.3.3采煤机配套要求MG250/560－WD 采煤机配置工作面巷道监控系统，电控系统能够进行远程控制。
采煤机电控系统具备数据传输的功能，与综采自动化系统进行双向通信，实现采煤机的远程控制，包括控制滚筒及牵引等动作；采煤机配备摄像系统，远程监视滚筒截割情况；采煤机具有记忆截割、能够自动截割三角煤；为防止采煤机与支架干涉，采煤机具有倾角调整功能，并可显示倾角值，当倾角超过设定值时可报警。
3.3.4刮板机、转载机、破碎机配套要求刮板机、转载机、破碎机的配套要求控制其软启开关具备数据传输的功能，与综采自动化系统进行双向通信，实现远程控制。
3.4综采自动化工作面配套实现自动化采煤是当前采煤业研究的热点。
自动化开采是在工作面采煤机、刮板输送机、液压支架等设备实现单机自动控制功能的基础上，通过工作面“三机”与工作面巷道监控中心联网、通讯，44总第109期煤矿开采2012年第6期可在监控中心对“三机”进行实时监测与控制。
实现综采自动化需要满足如下功能：(1)工作面巷道监控在工作面巷道监控中心分别设置液压支架、泵站和采煤机矿用本质安全型操作台，监控中心工作人员依据液压支架视频系统远程控制支架各种动作。
综采自动化平台通过采煤机视频系统和采煤机电控系统进行双向通信，将监测数据集成并通过电控柜实现采煤机的远程控制，包括控制滚筒及牵引等动作。
(2)具有工作面工业以太网，实现对工作面数据的高速传输工业以太网系统网络管理方面具备虚拟局域网（VLAN）、流量优先级等网络带宽管理功能，工业以太网系统中网络的带宽达100Mb/s，无线网络带宽达54Mb/s，保证最重要的数据流能动态地获得最优先的带宽支持。
(3)具有工作面视频系统，实现对主要综采设备进行实时监控工作面视频系统主要包括液压支架视频系统和采煤机视频系统。
液压支架视频系统主要包括矿用本质安全型摄像仪、显示器和操作台。
本质安全型摄像仪安装在支架的顶梁上，照射方向与工作面平行，矿用本质安全型摄像仪的视频数据通过工业以太网网络传输到矿用本质安全型显示器显示。
采煤机视频系统包括矿用本质安全型摄像仪、矿用本质安全型显示器、矿用本质安全型操作台、安装电缆及附件等组成。
矿用本质安全型摄像仪直接照向煤壁，其视频数据通过工业以太网网络传输到监控中心采煤机矿用本质安全型显示器显示，监测采煤机割煤状态。
(4)工作面照明系统工作面采用矿用本质安全型照明灯，用于煤壁照明和人行通道照明。
(5)“三机”与泵站集控系统在工作面巷道监控中心设置“三机”与泵站矿用本质安全型操作台，通过与“三机”控制子系统、泵站控制子系统通讯实现对三机及泵站的集中控制。
(6)其他功能具有在监控中心对运输设备集中自动化控制功能；具有在监控中心对综采设备数据集成、处理、诊断、管理等功能；具有井上下数据传输功能；当综放工作面自动化控制系统出现故障时，各子系统不受综采自动化系统控制，以保证在检修和综采自动化控制系统出现故障时，各子系统能单独开车，确保生产不受影响。
4总结综采自动化控制系统将多种跨学科技术（如控制、以太网、无线、视频、音频、通信、液压等）应用于综采工作面，在工作面监控中心对综采设备（液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、乳化液泵站、喷雾泵等）进行集中控制，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，实现工作面少人或无人生产，是薄煤层高效开采的重要途径。
该项目已经通过了地面试运转验收，实现了监控中心对“三机”实时监测与控制，自动化系统实现双向通信，采煤机实现远程控制和记忆截割，电液系统实现带压移架和分段推移，泵站系统实现集中控制等功能，基本上达到了薄煤层综采自动化开采。
［参考文献］［1］刘嘉慧，李庆华.马脊梁矿双高工作面及双高工作面建设［J］.同煤科技，1998（4）.［2］刘嘉慧.薄煤层双高工作面建设［J］.煤矿机电，1999（2）.［3］王伟.全自动化综采技术的研究与应用［A］.第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集［C］.北京：煤炭工业出版社，2009.［责任编辑：徐亚军檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸］（上接28页）［3］毛德兵.大采高综放开采顶煤冒放性及煤壁稳定性研究［D］.北京：煤炭科学研究总院，2010.［4］于海湧，贾恩立，穆荣昌.放顶煤开采基础理论［M］.北京：煤炭工业出版社，1995.［5］靳钟铭.放顶煤开采理论与技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2001.［6］富强.长壁综放开采松散顶煤落放规律研究［D］.北京：中国矿业大学（北京），1999.［7］富强，吴健，王家臣.离散单元法在综放开采中的应用［A］.厚煤层现代开采技术国际专题研讨会论文集［C］.北京：煤炭工业出版社，1999.［8］张勇，司艳龙，石亮.块度对顶煤放出率影响的数值模拟分析［J］.采矿与安全工程学报，2011，28（2）：247－251.［9］黄炳香，刘长友，牛宏伟，等.大采高综放开采顶煤放出的煤矸流场特征研究［J］.采矿与安全工程学报，2008，25（4）：415－419.［10］周睿煦.松散物料力学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1996．［11］Yong ZHANG，Chunyuan LI，Yanlong SI，et al.Influence of re-fuse content on economic benefits for fully mechanized top coal ca-ving［A］.Procedia Engineering［C］.ELSEVIER，2011.［责任编辑：于海湧］54安天柱等：四台煤矿薄煤层自动化工作面设备配套技术研究2012年第6期。