綜采工藝

3、高效綜合機(jī)械化采煤成套裝備技術(shù)2、長壁綜采面采煤系統(tǒng)

內(nèi)容概要:1、長壁綜采面采煤工藝

長壁綜采面采煤工藝與系統(tǒng)

長壁綜采面采煤工藝一、綜采工藝概述1．綜采的概念綜采是綜合機(jī)械化采煤工藝的簡稱，是利用采煤機(jī)落煤和裝煤，利用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，利用自移液壓支架進(jìn)行支護(hù)和采空區(qū)處理的一種采煤工藝。綜采是在炮采、普采的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展而來的，炮采、普采、綜采是在長壁采煤機(jī)械化發(fā)展三個重要階段的產(chǎn)物，目前在我國炮采、普采和綜采三種工藝并行，分別用于不同煤層條件、不同經(jīng)濟(jì)條件和不同規(guī)模的礦井。綜采是長壁采煤方法中機(jī)械化程度最高的一種采煤工藝，是采煤工藝進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

2．綜采面主要裝備及布置最常見的綜采面布置形式如圖3所示。3．綜采面采煤工作（1）落煤與裝煤。由采煤機(jī)落煤，依靠采煤機(jī)滾筒裝煤。（2）運(yùn)煤。由可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。（3）支護(hù)與回收支架。由自移式液壓支架支護(hù)頂板和切頂（空區(qū)采用全部垮落法處理）。

4．綜采面采煤工藝過程綜采面采煤機(jī)簡稱為割煤；移刮板機(jī)簡稱為移溜；升降和移動液壓支架簡稱為移架。因此綜采面的五項(xiàng)采煤工作被簡化為割煤、移溜和移架三項(xiàng)作業(yè)。這三項(xiàng)作業(yè)按一定順序進(jìn)行就形成了綜采面的采煤工藝過程。常見的采煤工藝過程有以下兩種安排方式：（1）按照割煤→移架→移溜的順序安排，即及時支護(hù)。（2）按照割煤→移溜→移架的順序安排，即滯后支護(hù)。

圖3走向長壁綜采面主要裝備及布置1一運(yùn)輸平巷；2一膠帶輸送機(jī)；3一轉(zhuǎn)載機(jī)；4一破碎機(jī)；5一電纜車；6一機(jī)電列車；7一泵站；8一回柱絞車；

9—叢柱；10—刮板輸送機(jī)；11一液壓支架；12—采煤機(jī)；13一回風(fēng)平巷；14一超前支護(hù)綜采工作面平面布置端頭液壓支架液壓支架采空區(qū)刮板輸送機(jī)雙滾筒采煤機(jī)橋式轉(zhuǎn)載機(jī)帶式輸送機(jī)軌道平巷運(yùn)輸平巷

二、綜采面采煤工藝技術(shù)1．雙滾筒采煤機(jī)割煤方式通常把采煤機(jī)沿工作面將煤層全厚割完一次稱為進(jìn)一刀。將一刀割煤的深度稱為截深。把采煤機(jī)在工作面往返行走時的狀態(tài)與割煤效果（刀數(shù)）相結(jié)合稱為割煤方式。常用的割煤方式有以下兩種，影響因素有：（1）采煤機(jī)滾筒數(shù)和直徑；（2）煤層厚度、傾角；（3）頂板條件。

（1）單向割煤。采煤機(jī)上（下）行割煤，滯后采煤機(jī)2～3個液壓支架進(jìn)行移架，直至端頭；采煤機(jī)下（上）行清理浮煤，滯后采煤機(jī)10～l5m進(jìn)行移溜，采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀，工作面推進(jìn)了一個截深。單向割煤方式適用于以下條件：①煤層傾角大，只能自下而上移架或自下而上移溜的綜采面；②煤層厚度大，采煤機(jī)不能一次采全高的綜采面；③采煤機(jī)裝煤效果差的綜采面。

圖4綜采面雙滾筒采煤機(jī)割煤

（2）雙向割煤。采煤機(jī)上（下）行割煤，滯后采煤機(jī)2～3個液壓支架進(jìn)行移架，滯后采煤機(jī)10～15m進(jìn)行移溜，直至端頭；采煤機(jī)在端頭進(jìn)刀后，下（上）行割煤、移架、移溜。往返一次進(jìn)兩刀，工作面推進(jìn)了兩個截深。這種割煤方式多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩和厚度適合于采煤機(jī)一次采全高的條件。2．采煤機(jī)進(jìn)刀方式把采煤機(jī)割完一刀煤后，滾筒重新進(jìn)入煤體的過程稱為進(jìn)刀，把完成這個過程的方式叫進(jìn)刀方式。常用的采煤機(jī)進(jìn)刀方式有斜切進(jìn)刀、鉆入進(jìn)刀、預(yù)做缺口推入進(jìn)刀等。綜采面雙滾筒采煤機(jī)多采用斜切進(jìn)刀方式，常用的斜切進(jìn)刀方式有以下兩種：

（1）端部割三角煤斜切進(jìn)刀。其進(jìn)刀過程如圖5所示。采用端部斜切進(jìn)刀、雙向割煤時，要求工作面上、下順槽要有足夠?qū)挾?，能使刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾盡量伸向順槽內(nèi)，以保證采煤機(jī)能在無人工缺口的情況下割通工作面。（2）中部斜切進(jìn)刀。其進(jìn)刀過程如圖6所示。其特點(diǎn)是：刮板機(jī)的彎曲段在工作面中部，左半段割煤時右半段移溜；右半段割煤時左半段移溜。與端部斜切進(jìn)刀相比，可減少進(jìn)刀作業(yè)時間，但只能是單向割煤；當(dāng)采煤機(jī)空行速度快時，可實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)，因此在一些先進(jìn)礦井目前應(yīng)用比較普遍。圖5綜采工作面割三角煤斜切進(jìn)刀過程（a）起始；（b）上行切入煤壁并移直輸送機(jī)；（c）下行割三角煤；（d）上行準(zhǔn)備正常割煤1—雙滾筒采煤機(jī)；2一刮板輸送機(jī)圖6綜采面中部斜切進(jìn)刀過程（a）采煤機(jī)向左割煤至左端；（b）采煤機(jī)空返至工作面中部后切入煤壁；（c）采煤機(jī)向右正常割煤至右端頭，同時將左半段刮板機(jī)移近煤壁；（d）采煤機(jī)空返至中部后向左割煤至左端，同時將右半段刮板機(jī)移近煤壁

3．液壓支架的支護(hù)方式在綜采面，把移架與移溜操作的配合方式叫支護(hù)方式。及時支護(hù)——先移架，后移溜。能夠保證在采煤后對暴露的頂板進(jìn)行及時支護(hù)，適用于煤層頂板條件較差的工作面。要實(shí)現(xiàn)及時支護(hù)，支架必須有特殊的結(jié)構(gòu)。滯后支護(hù)——先移溜，后移架。頂板會懸空較長時間，適用于煤層頂板條件較好的工作面。4．移架方式移架方式指移架的順序和每一次同時移架的數(shù)目。按同時移動的液壓支架數(shù)目和順序，液壓支架的移架方式可分為依次順序式、分組交錯式和成組整體順序式三種方式。（1）依次順序式。按順序依次移動支架，每次移動一臺。這種方式操作簡單，質(zhì)量容易保證，但移架速度慢，適用于采煤機(jī)割煤速度慢的工作面。

（2）分組交錯式。將3～5臺支架分為一組，組內(nèi)支架按順序移動，組間平行前移。這種移架方式速度快，適應(yīng)于頂板較穩(wěn)定的高產(chǎn)工作面。（3）成組整體順序式。將2～3臺支架分為一組，組內(nèi)支架同時前移，組間順序前移。這種方式移架速度快，對移架技術(shù)要求高，適用于頂?shù)装鍡l件好的工作面。

5．端頭支護(hù)工作面端頭是指工作面與順槽連接處附近的區(qū)域，這個區(qū)域是人員與設(shè)備出入工作面的出入口。一般端頭設(shè)備和人員集中、控頂面積大、礦山壓力復(fù)雜，而且隨工作面推進(jìn)，需要不斷在這里拆除和更新順槽中的支護(hù)，作業(yè)量大。端頭支護(hù)即指這個區(qū)域的支護(hù)。端頭支護(hù)是工作面頂板管理的重要內(nèi)容之一，對工作面安全生產(chǎn)和設(shè)備能力的發(fā)揮有很大影響。

常用的綜采工作面端頭支護(hù)方式有以下三種：（1）用單體支柱與長鋼梁組成邁步抬棚支護(hù)。（2）用專用的自移式端頭液壓支架支護(hù)。（3）用與工作面相同的液壓支架支護(hù)。

長壁綜采面采煤系統(tǒng)一、采煤系統(tǒng)的構(gòu)成采煤工作面的采煤系統(tǒng)由直接為工作面服務(wù)的巷道系統(tǒng)、煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、行人系統(tǒng)等組成。圖7所示為一基本的走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)。二、采煤系統(tǒng)布置要求采煤系統(tǒng)的布置，主要是巷道系統(tǒng)的布置。巷道系統(tǒng)布置是按照煤炭運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等主要生產(chǎn)系統(tǒng)布置的要求進(jìn)行的。1．巷道系統(tǒng)布置要求順槽的坡度：順槽的方位：順槽的斷面：

圖7（同圖1）走向長壁綜采面采煤系統(tǒng)圖1—絞車房回風(fēng)斜巷；2—采區(qū)回風(fēng)石門；3—絞車房；4—采區(qū)上部車場；5—采區(qū)中部車場；6—聯(lián)絡(luò)巷；7—區(qū)段運(yùn)輸順槽；8，10—區(qū)段回風(fēng)順槽；9—開切眼

2．生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)布置要求煤炭運(yùn)輸、輔助運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電等生產(chǎn)與輔助系統(tǒng)均布置在巷道之中，是巷道系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。選擇裝備和布置這些系統(tǒng)時應(yīng)該充分考慮巷道空間特點(diǎn)，按照巷道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時的要求進(jìn)行設(shè)備選型和安裝。1）煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)布置要求2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)布置要求（1）軌道運(yùn)輸系統(tǒng)布置要求。（2）無軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)布置要求。3）通風(fēng)系統(tǒng)布置要求4）排水系統(tǒng)布置要求

高效綜合機(jī)械化采煤成套裝備技術(shù)一、高效綜合機(jī)械化采煤成套裝備技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，以長壁高效綜采為代表的煤炭井工開采技術(shù)取得前所未有的新進(jìn)展。高效綜采發(fā)展主要體現(xiàn)在以下三方面：一是綜采工作面生產(chǎn)能力大幅度提高，采區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了“一礦一面”年產(chǎn)數(shù)百萬噸煤炭的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)模式；

二是高效綜采裝備和開采工藝不斷完善，推廣使用范圍不斷擴(kuò)大，中厚煤層開采、厚煤層一次采全高開采和薄煤層全自動化生產(chǎn)等技術(shù)和工藝取得巨大成功；三是高效綜采裝備的研制開發(fā)取得新的技術(shù)突破，年生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到10Mt，并實(shí)現(xiàn)了綜采工作面生產(chǎn)過程自動化，大型綜采礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到大型先進(jìn)露天礦水平。

（一）實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效開采的主要技術(shù)途徑

綜采工作面成套裝備是高產(chǎn)高效礦井的核心，工作面參數(shù)的合理性、成套裝備的可靠性及合理配套是實(shí)現(xiàn)礦井高效開采的關(guān)鍵因素。

1、加大工作面的傾斜長度及開采長度

加大工作面的傾斜長度及開采長度不但可以提高采區(qū)的回采率、降低巷道的掘進(jìn)量，還可以締短綜采工作面端頭作業(yè)影響時間、減少綜采工作面的搬家次數(shù)，為礦井的高產(chǎn)高效開采提供前提條件。從國內(nèi)外厚煤層高產(chǎn)高效綜采工作面情況看，工作面長度普遍達(dá)到225～305m，工作面推進(jìn)長度普遍在2500m以上，最高達(dá)到6000m。

2、加大采煤機(jī)的截深

國外高產(chǎn)高效綜采工作面采煤機(jī)截深普遍達(dá)到0.8～1.Om，個別達(dá)到1.2m。我國綜采工作面經(jīng)過幾十年的發(fā)展，仍然大多采用0.6m截深。近幾年，隨著高產(chǎn)高效工作面的發(fā)展，采煤機(jī)的截深逐漸加大到了0.8--0.9m，有效提高了綜采工作面單刀煤的產(chǎn)量。

3、提高成套裝備的可靠性

通過合理的設(shè)備選型和配套，在保證綜采成套裝備設(shè)計(jì)制造質(zhì)量的前提下，提高綜采成套裝備的可靠性，減少機(jī)電事故，提高綜采面的開機(jī)率，是提高工作面單產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。

綜采面采煤工藝設(shè)備指采煤機(jī)、刮板機(jī)和液壓支架，稱為“三機(jī)”。為了保證“三機(jī)”在工作面有限的空間內(nèi)相互配合、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)、最大限度的發(fā)揮各自能力，并取得最好的整體效果，必須認(rèn)真分析地質(zhì)條件，做好每一個設(shè)備的選型工作，并應(yīng)保證所選各設(shè)備在空間幾何尺寸和生產(chǎn)能力等方面按一定要求配套。4、加快工作面的推進(jìn)速度

提高采煤機(jī)的牽引速度及工作面支架的推溜、移架速度，是提高工作面單產(chǎn)的最直接的措施。隨著采煤機(jī)功率的不斷提高，采煤機(jī)的牽引速度也越來越快，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，綜采工作面采煤機(jī)的平均牽引速度已經(jīng)由以前的平均3m／min提高到目前的5～6m／min，國外進(jìn)的采煤機(jī)的牽引速度甚至達(dá)到了29m／min，配備電液控制系統(tǒng)液壓支架，大大加快了工作面的推進(jìn)速度。

5、保證合理的工作面配套能力

綜采工作面設(shè)備配套能力是制約工作面產(chǎn)量的重要因素之一，因此選擇能力適當(dāng)?shù)墓ぷ髅媾涮自O(shè)備，保證將采煤機(jī)割下的煤及時運(yùn)出是非常必要的。綜采工作面設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)形成由里向外的“喇叭口”狀，設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)以1.1～1.2倍為基數(shù)逐漸增大。6．提高操作水平

通過加強(qiáng)技術(shù)管理和不斷改進(jìn)勞動組織，提高操作能力，減少事故并不斷提高快速處理事故的水平，是提高工作面產(chǎn)量的有力保證。

（二）主要設(shè)備選型及總體配套原則

目前，我國高產(chǎn)高效綜采工作面設(shè)備的配套主要有下列三種類型：(1)采用國內(nèi)研制的全套國產(chǎn)新型綜采設(shè)備裝備的綜采工作面，年產(chǎn)300萬～600萬噸以上。(2)引進(jìn)部分關(guān)鍵綜采設(shè)備，如電牽引采煤機(jī)、重型刮板輸送機(jī)等，配以國產(chǎn)液壓支架和大運(yùn)量帶式輸送機(jī)裝備的大功率綜采工作面，年產(chǎn)400萬～800萬噸以上。(3)全套引進(jìn)國外大功率綜采設(shè)備裝備的綜采工作面。

綜合國內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面的特點(diǎn)，工作面主要設(shè)備的選型應(yīng)遵循下列原則：(1)綜采設(shè)備的選型。在注重設(shè)備高可靠性的同時，也應(yīng)注重設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性。采煤機(jī)的發(fā)展趨勢是以電牽引逐步取代液壓牽引，向多電機(jī)、大功率、機(jī)電一體化方向發(fā)展，既提高了牽引速度和截深，大幅度提高單產(chǎn)，又增強(qiáng)了運(yùn)行可靠性，且操作簡易、安全、維修方便；刮板運(yùn)輸機(jī)向高可靠性、大功率方向發(fā)展，并栗用操作簡便的交叉?zhèn)刃哆B接方式；液壓支架朝高工作阻力、掩護(hù)式液壓支架發(fā)展，并配備電液控制系統(tǒng)。

(2)提高綜采裝備的配置。在保證各零部件生產(chǎn)質(zhì)量的同時，更要注重外購件的質(zhì)量。盡量選用國際上著名品牌且質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品，如：密封件、軸承、減速器、各類閥、控制系統(tǒng)等。(3)綜采成套裝備必須滿足高產(chǎn)、高效、高回收率的要求，各設(shè)備的生產(chǎn)能力要留有足夠的富裕系數(shù)。

(4)各主要設(shè)備的技術(shù)性能不但要滿足工作面設(shè)計(jì)年產(chǎn)量的要求，而且相互之間協(xié)調(diào)與配合應(yīng)科學(xué)合理，使其發(fā)揮最佳的生產(chǎn)效能。(5)采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)的生產(chǎn)能力必須逐漸遞增，形成“喇叭口”狀，支架的推進(jìn)速度必須滿足采煤機(jī)割煤速度的要求。(6)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的端頭支護(hù)是保證工作面快速推進(jìn)的前提條件。

（三）工作面工藝參數(shù)的確定1、采高的確定(1)一次采全高工作面的采高一般應(yīng)與煤層厚度一致，以最大限度地提高回采率和煤質(zhì)為原則。特厚煤層分層開采時，根據(jù)煤層總厚度合理分層。(2)放頂煤開采工作面機(jī)采高度的確定應(yīng)根據(jù)具體條件，考慮合理采放比和設(shè)備投入等因素。

放頂煤工作面的出煤量由采煤機(jī)割煤和放頂煤兩部分組成，適當(dāng)增加割煤高度，可以提高煤炭回收率，并且有利于特厚頂煤的放出。帶來的后果是礦山壓力顯現(xiàn)加劇，工作面片幫冒頂現(xiàn)象嚴(yán)重，可能影響工作面的正常生產(chǎn)。同時，合理的割煤高度還要考慮通風(fēng)和工作面風(fēng)速的限制。國內(nèi)放頂煤開采的割煤高度基本保持在2.3～3.2m。同時，在確定割煤高度時，還必須根據(jù)煤層厚度保證采放比處于一個合理的范圍之內(nèi)。

2、作面循環(huán)進(jìn)度的確定

一次采全高工作面的循環(huán)進(jìn)度主要考慮采煤機(jī)的截深，放頂煤開采工作面的循環(huán)進(jìn)度考慮采煤機(jī)截深和放煤步距。(1)采煤機(jī)截深。截深的確定首先是根據(jù)工作面整體生產(chǎn)能力進(jìn)行考慮，綜合機(jī)械化開采初期，工作面截深均選用0.6m標(biāo)準(zhǔn)截深，隨著技術(shù)的進(jìn)步，工作面裝備能力的加大提供了采煤機(jī)足夠的截割功率和輸送機(jī)足夠的輸送能力，巷道支護(hù)技術(shù)的提高保證了大斷面巷道的掘進(jìn)和維護(hù)，給工作面加大截深提供了有力的技術(shù)支持，近年來，高產(chǎn)高效礦井能夠普遍采用0.8m和1．Om截深，有力保證了礦井生產(chǎn)能力的提高。

實(shí)際生產(chǎn)中，截深的確定首先考慮煤層地質(zhì)條件的影響，其考慮因素包括：工作面頂板的破碎程度、工作面煤質(zhì)（硬度、節(jié)理層理發(fā)育程度）、煤層的瓦斯含量等。

其次要考慮工作面設(shè)備能力：截深的加大是伴隨著采煤機(jī)截割功率的增加實(shí)現(xiàn)的，同時對采煤機(jī)截齒、截割部受力、整體結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，采煤機(jī)的能力增加一方面體現(xiàn)在截割功率的增加，另一方面體現(xiàn)在牽引速度的增加；同時截深的選取還應(yīng)考慮支架的支護(hù)強(qiáng)度和防護(hù)能力以及輸送機(jī)的運(yùn)輸能力。

采煤機(jī)截深不但要考慮傳統(tǒng)的截割功率大小，而且對于綜采放頂煤工作面還要考慮與放煤步距的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。放頂煤工作面實(shí)踐證明合理的放煤步距為Im左右。即采煤機(jī)截深為0.6m時采用兩刀一放，采煤機(jī)截深為0.8m和1.0m時采用一刀一放。

(2)放煤步距。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。放煤步距應(yīng)該滿足兩個條件，一是與支架放煤口的縱向尺寸的水平投影一致，二是與采煤機(jī)截深成整數(shù)倍關(guān)系。

（四）工作面生產(chǎn)能力

工作面的生產(chǎn)能力與采煤機(jī)截深、牽引速度及設(shè)備開機(jī)率有關(guān)。國產(chǎn)綜采工作面裝備經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，技術(shù)水平及可靠性得到了很大的提高，采煤機(jī)的牽引速度可以達(dá)到6～8m／min。

二、滾筒式采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢

經(jīng)過我國采煤機(jī)械科研、制造業(yè)和煤炭生產(chǎn)企業(yè)一線人員近20年的共同努力，目前我國采煤機(jī)械技術(shù)水平與國外距離逐漸縮小，除了采煤機(jī)械高端產(chǎn)品，我國采煤機(jī)械的中低端產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足國內(nèi)市場需求，個別產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了出口。

近幾年來，在高新技術(shù)牽動下，高效綜采裝備的研制開發(fā)取得了重大進(jìn)展?？v觀以上國內(nèi)外采煤機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀，采煤機(jī)主要技術(shù)特征：大功率、電牽引、高效可靠、安全環(huán)保、自動化、智能網(wǎng)絡(luò)化。

（一）提升牽引速度和加大裝機(jī)功率是增產(chǎn)提效的必要手段在煤炭生產(chǎn)企業(yè)努力實(shí)施增產(chǎn)提效的目標(biāo)下，采煤機(jī)生產(chǎn)能力是提高綜采工作面的產(chǎn)量的決定因素之一。目前無論是厚煤層開采，還是薄煤層開采，增產(chǎn)提效是一個永恒的話題。

對于大采高采煤工藝而言，提高產(chǎn)量的直接而有效的辦法就是提高采煤機(jī)有效的采煤時間。在長壁回采工作面設(shè)計(jì)長度逐漸增加的趨勢下，提升采煤機(jī)牽引速度和加大總裝機(jī)功率是一種最有效的手段。即截割功率大，滾筒轉(zhuǎn)數(shù)低，牽引速度高，窄截深切割。采用這種技術(shù)一方面可提高采煤機(jī)產(chǎn)量和塊煤率。另一方面，采用窄截深斜切進(jìn)刀法，縮短輸送機(jī)彎曲段溜槽長度和采煤機(jī)進(jìn)刀周期，由此提升了在一個長壁作面回采周期內(nèi)的采煤機(jī)有效采煤時間。

對于薄煤層采煤工藝而言，因薄煤層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，加大裝機(jī)功率和加大截割深度，可以直接提升薄煤層采煤機(jī)的過斷層能力和開采能力，從而提升薄煤層回采工作面的產(chǎn)量和效率。

（二）1140V電壓等級的多形態(tài)電牽引技術(shù)

從日前發(fā)展的三種電磁滑差調(diào)速、交流變頻調(diào)速和開關(guān)磁阻調(diào)速等三種主要電牽引技術(shù)分析，為了滿足我國未來高效集約化煤炭生產(chǎn)的要求，電牽引技術(shù)將在上述的三種調(diào)速技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向中高電壓發(fā)展。發(fā)展1140V電壓等級的電牽引技術(shù)，不僅可以簡化采煤機(jī)牽引的電力拖動系統(tǒng)的緒構(gòu)，而且進(jìn)一步提升采煤機(jī)的牽引功率和牽引力，尤其在薄煤層采煤機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

（三）高電壓的采煤機(jī)供電系統(tǒng)

隨著采煤機(jī)總裝機(jī)功率的加大，電動機(jī)直徑和供電電纜直徑在采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)中逐漸成為一個主要問題。目前大采高電牽引采煤機(jī)總裝機(jī)功率達(dá)到了2000kW以上．薄煤層采煤機(jī)的總裝機(jī)功率也達(dá)到了550kW以上，因此，提升工作面的供電電壓是必然趨勢。

（四）大截齒的高強(qiáng)度塊煤截割機(jī)構(gòu)

目前我國螺旋滾筒的設(shè)計(jì)能力已有飛速的發(fā)展，接近了國際同行業(yè)的技術(shù)水平，但是由于元部件的制造工藝不成熟和穩(wěn)定性差，國產(chǎn)強(qiáng)力鎬型螺旋滾筒的使用壽命（過煤量）僅為120～150萬噸（截割硬質(zhì)煤體）或250萬噸（截割軟質(zhì)煤體），而國外的螺旋滾筒使用壽命在截割硬質(zhì)煤體時已達(dá)到了200～250萬噸。

其差距主要表現(xiàn)在鎬型截齒刀頭脫落。齒座的定位孔間隙變大引起截齒丟失及螺旋葉片磨損。這些失效直接引起采煤機(jī)工況的惡化，加劇對截割的煤體或巖體對采煤機(jī)傳動系統(tǒng)的沖擊。這樣不僅降低了螺旋滾筒的使用壽命，也降低了采煤機(jī)的開采效率。

隨著采煤機(jī)功率的增加和生產(chǎn)能力的提高，采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)——滾筒載荷也將提升。為了提高采煤機(jī)的破煤效率和塊煤率，發(fā)展大截齒技術(shù)足有效提高滾筒的過煤能力的發(fā)展。

（五）基于記憶截割的采煤機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)

隨著高產(chǎn)高效采煤工作面的發(fā)展，為了提高采煤工作面開采效率、煤質(zhì)質(zhì)量控制和采煤作業(yè)的安全性，從而要求采煤機(jī)滾筒的開采高度進(jìn)行自動控制。采煤機(jī)自動調(diào)高技術(shù)研究已有半個世紀(jì)的歷史，經(jīng)歷了紅外線測試技術(shù)、振動測試技術(shù)和記憶截割技術(shù)的試驗(yàn)和實(shí)踐，目前我國引進(jìn)的國外采煤機(jī)主要采用基于記憶截割技術(shù)的采煤機(jī)自動調(diào)高控制。

長期以來我國在該技術(shù)一直處在這些技術(shù)的比較分析研究階段。我國是一個煤炭生產(chǎn)大國，提高煤炭開采效率和提升作業(yè)安全是煤炭機(jī)械行業(yè)的兩大任務(wù)，采煤機(jī)開采自適應(yīng)控制技術(shù)也是采煤機(jī)械技術(shù)發(fā)展的趨勢。

采煤機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國無人化綜采工作面的關(guān)鍵技術(shù)，記憶截割技術(shù)又是該技術(shù)的突破口。

三、液壓支架技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

近幾年來，煤炭工業(yè)的全面發(fā)展，帶動煤機(jī)制造業(yè)蓬勃發(fā)展，使液壓支架年產(chǎn)量達(dá)到3萬架左右。我國液壓支架品種之多、產(chǎn)量之大、適用條件之復(fù)雜均堪稱世界之最。

掩護(hù)式支撐掩護(hù)式

按架式型結(jié)構(gòu)分類⑴掩護(hù)式支架⑵支撐掩護(hù)式支架⑶支撐式支架ZY2800/09/21液壓支架1、支撐式支架頂梁剛性頂梁鉸接式頂梁剛性主梁與鉸接前梁的組合頂梁剛性主梁與前伸梁的組合頂梁2、掩護(hù)式支架頂梁長頂梁與短頂梁3、支撐掩護(hù)式支架頂梁

液壓支架型號表示方法產(chǎn)品類型及特征代號——大寫漢語拼音字母主要參數(shù)代號——阿拉伯?dāng)?shù)字補(bǔ)充特征及修改序號——阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母一、液壓支架產(chǎn)品型號說明1、產(chǎn)品類型代號——Z2、第一特征代號，表示產(chǎn)品的支護(hù)功能、主要用途。

D－垛式J－節(jié)式Z－支撐掩護(hù)式

Y－掩護(hù)式F－放頂煤C－充填式3、第二特征代號，表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、使用場所等。

H－滑移頂梁X－立柱“X”形布置P－鋪網(wǎng)

Y－后立柱支在掩護(hù)梁上S－雙運(yùn)輸機(jī)或水砂充填

D－單運(yùn)輸機(jī)F－風(fēng)力充填4、主參數(shù)代號依次表示液壓支架的工作阻力、最小高度和最大高度，均用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，參數(shù)之間用“/”符號隔開，工作阻力單位KN,高度單位dm，一般舍去小數(shù)。5、“補(bǔ)充特征代號”是“第二特征代號”的補(bǔ)充

L－機(jī)械聯(lián)網(wǎng)C－插腿式或插板式

6、“修改序號”用帶括號的大寫英文字母依次表示，如第一次改型用（A）表示，第二次改型用（B）表示。7、所有漢語拼音字母一律采用大寫字母，其中不得用“I”和“O”兩個字母，以免與“1”和“0”相混淆8、型號中字體大小相仿，不得采用角標(biāo)。9、型號中不得用地區(qū)或單位名稱作為“特征代號”。例子ZF5400/17/32

支架最大高度：3.2m

支架最小高度：1.7m

支架工作阻力：5400kN

支架型式：放頂煤產(chǎn)品類型代號：液壓支架ZY10000/27/56DD——電液控制ZFS4000/16/28CC——插板式ZY4000/17/35PP——鋪網(wǎng)支架

四、刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（一）國內(nèi)刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我國擁有世界上最多的煤礦輸送設(shè)備制造企業(yè)。這些企業(yè)中既有引導(dǎo)中國輸送設(shè)備發(fā)展方向的專業(yè)化骨干企業(yè)，也有為區(qū)域性煤礦提供產(chǎn)品的中小煤機(jī)企業(yè)或煤礦自備機(jī)修總廠。

刮板輸送機(jī)分類、優(yōu)點(diǎn)及工作原理——

按刮板輸送機(jī)溜槽的布置方式和結(jié)構(gòu)，可分為并列式及重疊式兩種，按鏈條數(shù)目及布置方式，可分為單鏈、雙邊鏈、雙中心鏈和三鏈4種。

刮板輸送機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)。能經(jīng)受住煤炭、矸石或其他物料的沖、撞、砸、壓等外力作用。2、能適應(yīng)采煤工作面底板不平、彎曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的彎曲。3、機(jī)身矮，便于安裝。4、能兼作采煤機(jī)運(yùn)行的軌道。5、可反向運(yùn)行，便于處理底鏈?zhǔn)鹿省?、能作液夜支架前段的支點(diǎn)。

刮板輸送機(jī)應(yīng)用：刮板輸送機(jī)可用于水平運(yùn)輸，亦可用于傾斜運(yùn)輸。沿傾斜向上運(yùn)輸時，煤層傾角不得超過25°，向下運(yùn)輸時，傾角不得超過20°，當(dāng)煤層傾角較大時，應(yīng)安裝防滑裝置。可彎曲刮板輸送機(jī)允許在水平和垂直方向作2°～4°的彎曲。

刮板輸送機(jī)的工作原理：將敞開的溜槽，作為煤炭、矸石或物料等的承受件，將刮板固定在鏈條上（組成刮板鏈），作為牽引構(gòu)件。當(dāng)機(jī)頭傳動部啟動后，帶動機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運(yùn)行帶動物料沿著溜槽移動，直至到機(jī)頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運(yùn)行，完成物料的輸送。

1．性能和可靠性可滿足各類煤礦的需求

以整體鑄焊結(jié)構(gòu)中部槽為特征的輸送機(jī)成為當(dāng)今輸送機(jī)的主流，輸送機(jī)壽命依性能、型號不同而有差異。性能最先進(jìn)的輸送機(jī)輸送能力達(dá)3500t/h，工作面鋪設(shè)長度可達(dá)400m。工作面日產(chǎn)可達(dá)到2萬～3萬t，整機(jī)預(yù)期壽命可達(dá)到1500萬t以上，可滿足可采儲量600萬t以上工作面的性能要求。采用國產(chǎn)輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)已成為現(xiàn)實(shí)。在條件適合的礦井．單一開采工作面采用國產(chǎn)輸送設(shè)備日產(chǎn)2萬t已不是奇跡，放頂煤開采工作面日產(chǎn)超5萬t業(yè)已實(shí)現(xiàn)。

2、本土化制造配套能力

我國骨干煤礦輸送設(shè)備制造企業(yè)具有較強(qiáng)的本土化制造配套能力，對外部資源環(huán)境的依賴程度較低。表現(xiàn)在制造裝備及工藝能力和特殊部件的本土化配套能力兩方面。

．(1)制造裝備及工藝能力。在制造裝備及工藝能力方面，我國骨干煤礦輸送設(shè)備制造企業(yè)工藝門類配置較全，不僅有很強(qiáng)的加工和鉚焊能力，而且還配置有較強(qiáng)的鑄造、鍛壓、制鏈能力。這樣的工藝配置有利于生產(chǎn)組織，便于工序協(xié)調(diào)。我國骨干輸送機(jī)制造企業(yè)的加工裝備及工藝配置優(yōu)于國外的煤機(jī)制造廠。(2)特殊部件的自我配套能力。輸送機(jī)中有一些特殊的部件，如液力耦合器、限矩器、潤滑泵、專用液壓閥等。針對這些特殊元部件，國外企業(yè)通常采取外制或采購的方式進(jìn)行配套，而國內(nèi)尚未形成成熟通暢的采購渠道。為滿足煤礦需求，保證交貨期，降低采購成本，減輕對進(jìn)口部件的依賴性，國內(nèi)骨干企業(yè)承擔(dān)了很多特殊部件的本地化工作，并已產(chǎn)生良好的效果。我國煤礦輸送設(shè)備制造企業(yè)在特殊元部件的本土化配套方面優(yōu)于國外企業(yè)。

3．工作面輸送設(shè)備技術(shù)水平(1)輸送機(jī)中部槽技術(shù)。我國自行研發(fā)的采用整體鎊焊結(jié)構(gòu)中部槽的刮板輸送機(jī)于1992年投入運(yùn)行，推動了我國輸送機(jī)整體技術(shù)的進(jìn)步，徹底解決了輸送機(jī)可靠性制約工作面開采的瓶頸問題。目前，不僅有用于單一開采的中部槽，還獨(dú)創(chuàng)了用于后部放頂煤的專用中部槽，且已形成系列。以軋制槽幫中部槽制造的輸送機(jī)已退出主流產(chǎn)品行列。

(2)圓環(huán)鏈技術(shù)。國產(chǎn)大功率輸送機(jī)配重的圓環(huán)鏈（緊湊鏈）規(guī)格已達(dá)到?48mmX152mm，采用442mmX146mm緊湊鏈的輸送機(jī)已成為國內(nèi)大型煤礦的首選機(jī)型。國內(nèi)骨干企業(yè)的礦用圓環(huán)鏈的制造技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，大規(guī)格圓環(huán)鏈已向國外出口。(3)行星減速器制造技術(shù)。國產(chǎn)行星減速器功率已成系列，小至90kW，大至1000kW。國產(chǎn)大中型輸送機(jī)產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)行星減速器傳動。