較薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)介紹第一頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。第一部分綜采自動(dòng)化工作面技術(shù)綜述第二部分綜采自動(dòng)化工作面實(shí)施方案和關(guān)鍵技術(shù)第三部分綜采自動(dòng)化工作面試驗(yàn)效果第二頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。第一部分綜采自動(dòng)化工作面技術(shù)綜述一、國(guó)內(nèi)外綜采自動(dòng)化工作面技術(shù)現(xiàn)狀二、實(shí)現(xiàn)綜采自動(dòng)化工作面的技術(shù)途徑三、綜采自動(dòng)化工作面需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題四、中厚偏薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采的意義第三頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。一、國(guó)內(nèi)外綜采自動(dòng)化工作面技術(shù)現(xiàn)狀1、采煤工藝

目前世界上綜采自動(dòng)化采煤工藝主要有兩種：刨煤機(jī)采煤工藝和滾筒采煤機(jī)采煤工藝。刨煤機(jī)采煤工藝：工藝簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采煤，自動(dòng)化程度高，安全、可靠，適于開(kāi)采厚度較薄、硬度較低且地質(zhì)條件變化不大的煤層。滾筒采煤機(jī)采煤工藝：工藝復(fù)雜，對(duì)煤層硬度、厚度及地質(zhì)條件適應(yīng)能力強(qiáng)。2、技術(shù)現(xiàn)狀德國(guó)、法國(guó)、俄羅斯和比利時(shí)等國(guó)廣泛采用刨煤機(jī)自動(dòng)化采煤，尤其是德國(guó)研制和使用刨煤機(jī)的時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)水平最高。美國(guó)JOY、德國(guó)DBT和EKF公司都開(kāi)發(fā)了具有自動(dòng)化功能的滾筒采煤機(jī)，但目前滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化采煤技術(shù)尚未在煤礦生產(chǎn)中成功應(yīng)用。第四頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。3、滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化采煤技術(shù)現(xiàn)狀

目前滾筒采煤機(jī)自動(dòng)化割煤工藝主要有以下兩種：1）采煤機(jī)尾滾筒隨動(dòng)割煤

2）采煤機(jī)記憶割煤第五頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。實(shí)現(xiàn)綜采自動(dòng)化工作面,具體要求如下：1、采煤機(jī)程序控制自動(dòng)割煤；2、液壓支架采用電液控制系統(tǒng)，具備跟機(jī)自動(dòng)

拉架、自動(dòng)推溜功能；3、液壓支架與采煤機(jī)、刮板機(jī)之間相互通訊。二、實(shí)現(xiàn)綜采自動(dòng)化工作面的技術(shù)途徑

第六頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1、采煤機(jī)程序控制自動(dòng)割煤技術(shù)2、支架與采煤機(jī)聯(lián)動(dòng)技術(shù)3、自動(dòng)化信息通訊技術(shù)4、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)三、綜采自動(dòng)化需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

第七頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。

神東礦區(qū)煤層厚度在1.36～2.20m之間的煤層保有資源儲(chǔ)量達(dá)99955萬(wàn)噸，占總資源量10.76%,榆家梁礦、哈拉溝礦、石圪臺(tái)礦都有該厚度煤層。因此采用自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)有以下意義：1、有利于提高資源回收率；2、有利于提高工作面安全程度；3、有利于降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；4、有利于提高工效。四、中厚偏薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采的意義

第八頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。一、綜采自動(dòng)化工作面實(shí)施方案二、綜采自動(dòng)化工作面關(guān)鍵技術(shù)的解決第二部分綜采自動(dòng)化工作面實(shí)施方案和關(guān)鍵技術(shù)的解決第九頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1.1、榆家梁礦概況榆家梁煤礦位于神東礦區(qū)東南部，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1600萬(wàn)噸/年，井田面積56.3339km2，地質(zhì)儲(chǔ)量5.04億噸，可采儲(chǔ)量3.84億噸。井田煤層賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、屬平緩向北西傾斜單斜構(gòu)造,傾角1°。榆家梁煤礦采用斜井、平硐聯(lián)合開(kāi)拓方式，井田范圍內(nèi)可采煤層為4-2煤層、4-3煤層、5-2煤層，44305自動(dòng)化工作面位于4-3煤層。一、綜采自動(dòng)化工作面實(shí)施方案第十頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1.

2、4-3煤層地質(zhì)條件煤層地質(zhì)構(gòu)造特征：賦存穩(wěn)定，地層為單斜構(gòu)造,斷層不發(fā)育,后生裂隙發(fā)育,屬構(gòu)造簡(jiǎn)單煤層，煤層普氏系數(shù)f=3～4。瓦斯、煤塵及煤層自燃發(fā)火情況：為低瓦斯礦井，煤塵具爆炸危險(xiǎn)，屬于易自燃煤層。煤層頂?shù)装逄卣鳎褐苯禹敒槟鄮r，老頂為細(xì)砂巖，直接底為粉砂質(zhì)泥巖，基巖厚度12～38m，覆蓋層厚度85～175m。第十一頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1.

3、榆家梁礦44305工作面概況：

工作面長(zhǎng)度為300.5m，推進(jìn)長(zhǎng)度2298m，煤層厚度1.7-2.0m，平均1.85m,設(shè)計(jì)采高1.7～2.0m，煤層傾角1-3度，工作面可采儲(chǔ)量為166萬(wàn)噸。第十二頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1.

4、榆家梁工作面設(shè)備配套設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家型號(hào)數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)采煤機(jī)JOY7LS-1A1臺(tái)采高范圍1.5-3.0m，生產(chǎn)能力2000t/h，裝機(jī)功率1162kW，截割電機(jī)2*480kW，牽引電機(jī)2*90kW，泵電機(jī)2*11kW。滾筒直徑1.6m（原裝1.5m），截深1000mm。采用FACEBOSS控制，變頻牽引技術(shù)，牽引速度22/32m/min,具備自動(dòng)化功能，配置隨機(jī)成像及遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)。刮板運(yùn)輸機(jī)JOY2×1000KW1臺(tái)功率2×1000kW,電壓3.3kV,運(yùn)輸能力2000t/h,鏈速1.72m/s,機(jī)頭L1000EP，機(jī)尾平行布置L1000BP，TTTF軟啟動(dòng)裝置，溜槽內(nèi)寬1000mm，鏈條直徑42mm×128/164mm。轉(zhuǎn)載機(jī)JOY375KW1臺(tái)鋪設(shè)長(zhǎng)度25.75m,運(yùn)輸能力2500t/h,鏈速2.18m/s,裝機(jī)功率375kW，電壓1.14kV,溜槽內(nèi)寬1350mm，鏈條直徑38mm×126mm，整機(jī)高度1.6m。破碎機(jī)JOY375KW1臺(tái)破碎能力2500t/h,裝機(jī)功率375kW,電壓1.14kV。液壓支架波蘭TAGOR11/22176臺(tái)雙柱掩護(hù)式，支護(hù)高度1.1-2.2m（端頭為1.3-2.6m），工作阻力10800kN，有效推移行程1.0m，支架寬度1.75m，立柱缸徑380mm，MarcoPM32控制系統(tǒng)，Marco主閥和輔助閥。泵站KAMAT公司K35055MK16065M4臺(tái)乳化泵3臺(tái)噴霧泵乳化泵：額定流量430L/min，調(diào)定壓力37.5MPa，電機(jī)功率4*315kW，電壓1.14kV。噴霧泵：額定流量500L/min，壓力14.3MPa，電機(jī)功率3*160kW，電壓1.14kV。第十三頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。工種檢修班生產(chǎn)一班生產(chǎn)二班合計(jì)班長(zhǎng)1113工作面巡視工112遠(yuǎn)程監(jiān)控工112馬蒂爾司機(jī)112機(jī)尾監(jiān)護(hù)工112控制臺(tái)電工112采煤機(jī)檢修33液壓支架檢修55三機(jī)檢修44泵站檢修22檢修電工55超前維護(hù)工34411隊(duì)長(zhǎng)1辦事員1小計(jì)23111145輪休人員14總計(jì)591.

5、榆家梁自動(dòng)化工作面勞動(dòng)組織表第十四頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2.1、石圪臺(tái)礦井概況

石圪臺(tái)煤礦地處陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)石圪臺(tái)村，毗鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)。是中國(guó)神華能源股份有限公司神東煤炭集團(tuán)所屬的主力礦井。礦井南距神木縣大柳塔鎮(zhèn)15km，北距內(nèi)蒙古鄂爾多斯市79km。井田位于神府礦區(qū)最北端。東西長(zhǎng)約10km，南北寬約8km，面積約65.25km2,地質(zhì)儲(chǔ)量8.9345億噸、可采儲(chǔ)量4.6億噸、服務(wù)年限41年。礦井生產(chǎn)能力核定為1170萬(wàn)噸/年。石圪臺(tái)煤礦采用斜井、平硐聯(lián)合開(kāi)拓方式，井田范圍內(nèi)可采煤層為1-2、2-2、3-1煤層。71302自動(dòng)化工作面位于1-2煤層。第十五頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2.2、工作面煤層地質(zhì)條件煤層地質(zhì)構(gòu)造特征：賦存較不穩(wěn)定，煤層受沖刷構(gòu)造影較大，回順一側(cè)斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)沖刷構(gòu)造，主運(yùn)一側(cè)6聯(lián)巷至9聯(lián)巷出現(xiàn)沖刷構(gòu)造，煤厚變化較大，最薄煤厚1.30m；屬構(gòu)造較為復(fù)雜煤層。煤層普斯系數(shù)f=3～4。瓦斯、煤塵及煤層自燃發(fā)火情況：為低瓦斯礦井，絕對(duì)涌出量為0.38m3/min。煤塵具爆炸危險(xiǎn)，屬于Ｉ類自然發(fā)火煤層。煤層頂?shù)装逄卣鳎褐苯禹敒榉凵皫r，厚度1.35-6.3m，老頂為細(xì)砂巖、粉砂巖，厚度6.8—15.65m。直接底為泥巖,厚度0.48-1.5m。切眼附近松散層厚度為0-20m；上覆基巖厚度20—70m，，回撤通道附近松散層厚度為10-20m，上覆基巖厚度17-40m。第十六頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2.3、石圪臺(tái)工作面概況

石圪臺(tái)煤礦71302工作面是1-2煤三盤區(qū)中厚煤層第二個(gè)開(kāi)采面，工作面長(zhǎng)度為337.7m，推進(jìn)長(zhǎng)度1136.7m，煤層厚度1.30-3.10m，平均2.20m,設(shè)計(jì)采高2.0～2.4m。煤層傾角1-3度。工作面可采儲(chǔ)量為117.3萬(wàn)噸。第十七頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2.4、工作面設(shè)備配套設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家型號(hào)數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)采煤機(jī)JOY7LS-1A1臺(tái)采高范圍1.5-3.021m，生產(chǎn)能力2000t/h，裝機(jī)功率1162kW，截割電機(jī)2*480kW，牽引電機(jī)2*90kW，泵電機(jī)2*11kW。滾筒直徑1.5m，截深1000mm。采用FACEBOSS控制，變頻牽引技術(shù)，牽引速度22/32m/min,具備自動(dòng)化功能，配置隨機(jī)成像及遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)。刮板運(yùn)輸機(jī)奔牛2×1000KW1臺(tái)功率2×1000kW,電壓3.3kV,運(yùn)輸能力2000t/h,鏈速1.72m/s,機(jī)頭L1000EP，機(jī)尾平行布置L1000BP，VOIT軟啟動(dòng)裝置配備國(guó)產(chǎn)華寧控制程序，溜槽內(nèi)寬1000mm，鏈條直徑42mm×146mm。轉(zhuǎn)載機(jī)奔牛375KW1臺(tái)鋪設(shè)長(zhǎng)度25.75m,運(yùn)輸能力2500t/h,鏈速2.18m/s,裝機(jī)功率375kW，電壓1.14kV,溜槽內(nèi)寬1350mm，鏈條直徑38mm×126mm，整機(jī)高度1.6m。破碎機(jī)奔牛375KW1臺(tái)破碎能力2500t/h,裝機(jī)功率375kW,電壓1.14kV。液壓支架鄭煤14/28197臺(tái)雙柱掩護(hù)式，支護(hù)高度1.4-2.8m，工作阻力10200kN，有效推移行程1.0m，支架寬度1.75m，立柱缸徑380mm，MarcoPM32控制系統(tǒng)，Marco主閥和輔助閥。泵站KAMAT公司K35055MK16065M4臺(tái)3臺(tái)乳化泵：額定流量430L/min，調(diào)定壓力37.5MPa，電機(jī)功率4*315kW，電壓1.14kV。噴霧泵：額定流量500L/min，壓力14.3MPa，電機(jī)功率3*160kW，電壓1.14kV。第十八頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。工種檢修班生產(chǎn)一班生產(chǎn)二班合計(jì)隊(duì)干1113班長(zhǎng)兼兼兼3工作面巡視工112遠(yuǎn)程監(jiān)控工224馬蒂爾司機(jī)112控制臺(tái)電工112采煤機(jī)檢修33液壓支架檢修55三機(jī)檢修44泵站檢修22檢修電工44超前維護(hù)工34411隊(duì)長(zhǎng)1辦事員1小計(jì)22101042輪休人員14總計(jì)562.5、榆家梁自動(dòng)化工作面勞動(dòng)組織表第十九頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。3、自動(dòng)化工作面實(shí)施方案采煤機(jī)自動(dòng)化采煤方式比較：

尾滾筒隨動(dòng)割煤：必須有操作人員跟機(jī)作業(yè)，在低采高條件下，人員跟機(jī)操作困難，安全隱患多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。記憶割煤：通過(guò)采煤機(jī)自動(dòng)重復(fù)示范刀割煤，該模式下采煤機(jī)不能自動(dòng)適應(yīng)支架狀態(tài)及煤層變化，需要操作人員跟機(jī)監(jiān)護(hù)。采用方式：

榆家梁煤礦44305工作面、石圪臺(tái)煤礦71302工作面采用記憶割煤+視頻監(jiān)視系統(tǒng)+遠(yuǎn)程干預(yù)方式，該方式在采煤機(jī)記憶割煤狀態(tài)下，操作人員可以在控制臺(tái)根據(jù)支架狀態(tài)、煤層變化情況對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)。第二十頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。1、采煤機(jī)程序控制自動(dòng)割煤技術(shù)的解決

1）采煤機(jī)裝有主控計(jì)算機(jī)CCU2）采煤機(jī)具有數(shù)據(jù)采集功能(采高、速度、方向、位置傾角等)3）采煤機(jī)具有工作記憶功能4）采煤機(jī)具有程序控制功能5）采煤機(jī)具有采煤補(bǔ)償功能（傾角補(bǔ)償、規(guī)律性）6）采煤機(jī)具有遠(yuǎn)程干預(yù)功能二、綜采自動(dòng)化工作面關(guān)鍵技術(shù)的解決第二十一頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。采煤機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄采煤機(jī)在不同位置煤層的傾角、起伏變化第二十二頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2、支架與采煤機(jī)聯(lián)動(dòng)技術(shù)的解決1、支架準(zhǔn)確采集采煤機(jī)位置信息，采集方式有以下兩種：

a.支架通過(guò)其控制系統(tǒng)與采煤機(jī)CCU通訊獲得采煤機(jī)位置信息

b.支架通過(guò)紅外線收發(fā)裝置獲得采煤機(jī)位置信息2、支架具有程序自動(dòng)控制功能，根據(jù)采煤機(jī)位置實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)

移架、自動(dòng)推溜功能第二十三頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。支架控制系統(tǒng)示意圖第二十四頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。3、自動(dòng)化信息通訊技術(shù)的解決第二十五頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。4、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的解決1）采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：滾筒高度、牽引速度、采煤機(jī)位置、傾角、自動(dòng)化步驟等第二十六頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。2）支架狀態(tài)監(jiān)測(cè)：立柱壓力、推移行程、頂梁傾角等推移行程立柱壓力推進(jìn)位置動(dòng)作狀態(tài)第二十七頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。采煤機(jī)上安裝4個(gè)高清晰低照度攝像頭，用于監(jiān)視采煤機(jī)滾筒位置，視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)隨機(jī)光纜傳輸至控制臺(tái)的監(jiān)視器上。5、采煤機(jī)視頻監(jiān)視系統(tǒng)模擬信號(hào)模擬信號(hào)光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器第二十八頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。攝像頭安裝位置顯示器監(jiān)視圖像第二十九頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分?？刂婆_(tái)設(shè)置遠(yuǎn)控遙控器，遙控信號(hào)經(jīng)過(guò)隨機(jī)光纜傳輸至采煤機(jī)，操作人員根據(jù)視頻監(jiān)視器和JOS提供的工作面狀態(tài)及設(shè)備信息實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程遙控。6、遠(yuǎn)程干預(yù)技術(shù)光纜光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器第三十頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。控制臺(tái)設(shè)備布置第三十一頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。一、綜采自動(dòng)化工作面試驗(yàn)情況二、綜采自動(dòng)化工作面使用效果三、綜采自動(dòng)化工作面需進(jìn)一步解決的問(wèn)題第三部分綜采自動(dòng)化工作面試驗(yàn)效果第三十二頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。綜采自動(dòng)化工作面勞動(dòng)組織采用“三八制”作業(yè)，早班6小時(shí)檢修，2小時(shí)生產(chǎn)，四點(diǎn)班、零點(diǎn)班8小時(shí)生產(chǎn)。

榆家梁礦44305工作面從2008年7月10日開(kāi)始試生產(chǎn)，7-8月份對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和優(yōu)化，從9月份開(kāi)始采用記憶割煤+視頻監(jiān)視系統(tǒng)+遠(yuǎn)程干預(yù)方式正式生產(chǎn)，09年1月份達(dá)到月產(chǎn)25.87萬(wàn)噸，工作面平均日產(chǎn)8345噸，最高日產(chǎn)12000噸，年產(chǎn)達(dá)到300萬(wàn)噸的水平。

石圪臺(tái)71302工作面從2009年4月2日開(kāi)始試生產(chǎn)，4-5月份對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和優(yōu)化，從6月份開(kāi)始采用記憶割煤加遠(yuǎn)程干預(yù)方式正式生產(chǎn)，09年5月份達(dá)到月產(chǎn)27.87萬(wàn)噸，工作面平均日產(chǎn)9555.6噸，最高日產(chǎn)15560噸，年產(chǎn)達(dá)到300萬(wàn)噸的水平。一、綜采自動(dòng)化工作面實(shí)施情況第三十三頁(yè)，編輯于星期日：四點(diǎn)十一分。自動(dòng)化綜采與非自動(dòng)化綜采的比較1、降低了用工人數(shù)、提高了采煤工效榆家梁礦44305自動(dòng)化工作面，在同等采高條件下，非自動(dòng)化綜采工作面需正式員工57人，輔助人員15人，隊(duì)長(zhǎng)1人，辦事員1人，全隊(duì)共計(jì)74人；自動(dòng)化工作面需正式員工42人，輔助人員15人，隊(duì)長(zhǎng)1人，辦事員1人，全隊(duì)共計(jì)59人；自動(dòng)化工作面比非自動(dòng)化綜采工作面員工減少15