(4.1.3)--4.1.2大采高一次采全厚采煤工艺.ppt

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1、大采高一次采全厚采煤工艺MEI KUANG KAI CAI&QING JIE LI YONG GAI LUN 我国3.5m以上厚煤层约占总储量的44%，占总产量的45%。大采高开采3.56m煤层约占总储量的34%。根据大采高液压支架技术条件（MT5501996）规定：最大高度大于或等于3.8m，用于一次采全高工作面的液压支架称为大采高液压支架，对应的回采工作面称为大采高工作面。大采高综采已在我国多个矿区推广使用，目前，神东上湾煤矿的采高已达8.8m。与其他开采方法相比，大采高综采采出率高、安全条件好，是实现高效集中化开采的首选技术。经过十几年的开采实践与探索，在大采高综采岩层控制理论、装备研发

2、、安全保障等方面取得了重大进展，实现了成套装备国产化。以大采高综采技术为支撑，涌现了一批年产千万吨级的高产高效矿井，开采技术指标达到了国际先进水平，取得了重大的经济和社会效益。一、大采高综采工作面主要装备1.大采高液压支架 为一种两柱掩护式双伸缩大采高液压支架，支架中心距（宽度）为1.75m和2.05m两种；整体顶梁、双侧活动侧护板，侧护板行程大于 200 mm；顶梁前端设计伸缩梁，铰接二、三级护帮机构；长推杆倒装千斤顶推移机构；底座前端设计抬底机构。大采高液压支架设计工作阻力可达18000kN以上。如图1所示图1 两柱掩护式双伸缩大采高液压支架一、大采高综采工作面主要装备1.大采高液压支架

3、为一种智能耦合型两柱掩护式特大采高液压支架，包括：（1）底座、（2）顶梁、（3）掩护梁、（4）平衡千斤顶、（5）前连杆、（6）后连杆、（7）液压伸缩立柱、（8）伸缩梁、（9）一级护帮板、（10）二级护帮板、（11）一级护帮千斤顶、（12）二级护帮千斤顶、（13）推移千斤顶、（14）抬底千斤顶、（15）调架千斤顶、（16）智能控制器。如图2所示图2 一种智能耦合型两柱掩护式特大采高液压支架一、大采高综采工作面主要装备2.大采高采煤机 大采高采煤机一般采用双滚筒，滚筒直径可达4.0m左右，配低速大转矩抗冲击摇臂，三段式机身长度超过15m，机身重量超过60t；装机功率超过3000kW，供电电压达到3

4、300V，牵引速度达13.032m/min，生产能力大于5000v/h，如图3所示。图3 大采高采煤机3.重型刮板输送机 由于大采高综采工作面采煤机重量大，需要重型刮板输送机。重型刮板输送机一般配备多部电机或液压马达，总功率超过5000kW；配备软启动系统；中部槽宽度达到1500mm；总过煤量超过3000 x10t。二、大采高采煤法的基本特征与分层综采相比，具有生产能力大、单产高、巷道布置简单、工序简单、巷道掘进量和维护量小、回采工效和采出率高、吨煤成本低的优点；与综放开采相比，具有采出率高、含矸率低、煤尘小等优点。1工作面开采高度大，覆岩破坏范围大，基本顶可回转、运动的空间大，上覆稳定的砌体

5、梁结构距采场较远。2工作面支护强度高、动载系数小、支架作阻力与初撑力多呈线性关系，支架围岩受力以静载为主。3工作面煤壁片帮严重，片帮、冒顶联动性大，支架稳定性差，支架围岩系统稳定性控制难度较大。4三、大采高采煤法矿压显现特点大采高综采长壁工作面开采后，垮落带高度随采高增大而增加。如垮落的直接顶岩层不能填满采空区，而在坚硬岩层下方出现较大的自由空间，折断后的基本顶岩层往往在靠直接顶附近难以形成“砌体梁式的平衡，在其回转运动过程中往往对下位岩层和工作面支架形成冲击载荷及在工作面前方的煤体中形成较高的支承压力，并在工作面引起强烈的周期来压。因此大采高综采工作面基本顶来压更为剧烈，局部冒顶和煤壁片帮现

6、象更为严重。四、大采高综采工作面工艺特点 大采高综采工作面采煤工艺过程与一般综采基本相同，但由于设备高度大、煤壁易片帮等特点，多用走向长壁或俯斜长壁采煤法，与一般综采相比，其采煤工艺有以下特点：1.初采、末采控制采高 为了有利于在开切眼中进行大采高液压支架、采煤机、输送机等设备安装，开切眼的高度一般不宜超过3.5 m。初采高度与开切眼高度一致。自开切眼开始，工作面保持初采高度推进，待直接顶初次垮落后，将采高逐渐加大至正常采高。若上、下回采巷道高度小于工作面初采高度，可在直接顶初次垮落前，沿平行于工作面方向，先将工作面两端56架支架范围内的采高由回采巷道高度逐渐增大至初采高度，然后待直接顶初次垮

7、落后，再沿工作面全长将采高逐渐加大到正常采高。末采时期，为了便于设备撤出，防止发生片帮和冒顶事故，在终采线前方1520m处逐渐降低采高，末采高度一般也不超过3.5m。此外，大采高工作面回采巷道高度小于煤层整层厚度，一般不超过4.0m,故在 工作面两端56架也存在一个过渡段，采高从回采巷道高度逐渐增大至煤层全厚高度。四、大采高综采工作面工艺特点2.防治煤壁片帮采煤机割煤后及时带压移架，并立即打开护帮板，必要时将第一段护帮板用千斤顶使其向上翻转，临时支护顶板，以减少端面距，并以第二段护帮板支撑煤壁，在采煤机通过前收起。1提高支架初撑力和工作阻力，以改善近煤壁处围岩的应力状态，减少端面顶板的下沉量及

8、减轻煤壁片帮程度。2加快工作面推进速度。3采用工作面浅孔注浆，增加煤体强度。4尽量采用俯斜开采方式。5采用树脂可切割锚杆加固煤壁。6大采高工作面极易出现煤壁大面积片帮，片帮后端面距加大，顶板失去煤壁支撑，常造成冒顶事故。防止煤壁片帮及架前漏顶是大采高工作面采煤的关键技术，其措施主要包括：四、大采高综采工作面工艺特点3.液压支架的防倒、防滑严格控制采高，尽量做到不留或少留顶煤，使支架直接支撑顶板。当顶板出现冒顶时，应及时在支架顶部用木料接顶、背严刹紧，以便有效地控制顶板。1 大采高综采工作面的装备重量大，工作面倾角稍大后输送机及液压支架的下滑及支架倾倒问题将很突出。要满足大采高综采工作面对煤层倾

9、角的要求，为增加支架的稳定性，有条件时可以选择宽度为1.75 m的支架。在开采过程中除了要采用普通综采工作面一般的防倒、防滑措施外，大采高综采工作面还应采取以下措施：对工作面排头、排尾的三架液压支架，用顶梁千斤顶、底座及后座千斤顶进行锚固，防止倒架。当工作面倾角较大时，中部支架也要增设防倒千斤顶，当工作面倾角大于10时，可在每10架液压支架范围内增设一个斜拉防倒千斤顶。2工作面端头应采用大采高专用的防倒防滑端头支架，并能够实现自移、推移输送机机头和转载机的功能，能与区段平巷的断面形状和支护形式相适应。3视频13四、大采高综采工作面工艺特点 与分层综采相比，大采高综采工作面产量和效率大幅度提高；回采巷道的掘进量比分层综采减少了一半，并减少了假顶的铺设；减少了综采设备搬迁次数，节省了搬迁费用；设备投资比分层综采大，但产量大、效益高；与综放开采相比，采出率高。其缺点是在采高增加后，液压支架、采煤机和输送机的重量都将增大。在传统的矿井辅助运输条件下，装备搬迁和安装都比较困难。另外，工艺过程中防治煤壁片帮，设备防倒、防滑和处理冒顶都有一定难度，对管理水平要求也高。五、评价和适用条件1.评价 一般适用于地质构造简单，煤质较硬，煤层厚度3.56 m，赋存稳定，倾角一般小于12，最大不超过20，顶底板稳定或较稳定的厚煤层。2.适用条件