1- 安全高效矿井发展概况

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1、《安全高效矿井开采技术》授课教师：鲁岩博士电话：13775987018邮箱：luyancumtgz@126.com安全高效矿井开采技术1安全高效矿井发展概况1安全高效矿井发展概况安全高效煤矿是指通过现代高新技术对传统采煤技术进行改造，采用新的采煤工艺和新的技术装备，运用新的控制监测设施和新的科学管理技术及方法，在一定时期内，矿井产量和效率等主要技术经济指标明显高于同类矿井平均水平的矿井。安全高效矿井建设，是以安全高效矿井为样板、作导向，以不同层次条件的矿井建设为主要内容，充实内涵、改进技术、加强管理，提高主要煤矿的技术经济效果，从而推进整

2、个煤炭工业的发展。1.1国外安全高效开采技术概况综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志。20世纪80年代末以来，世界主要产煤国家安全高效综采技术飞速发展，特别是美国、澳大利亚、德国、英国和南非发展最快，综采工作面安全高效纪录不断刷新，综采装备新技术层出不穷。1.1.1安全高效工作面综采设备安全高效综采技术的核心是工作面综采设备，近10年来，工作面三大配套设备-采煤机、刮板输送机和液压支架，在设计方法和结构上都有了重大发展，主要是提高设备生产能力和可靠性，改进操作性能。1）采煤机国外采煤机的技术特点和发展趋势:(1)牵引方式采用电牵引

3、国外目前新开发的采煤机，特别是大功率采煤机基本上都是采用电牵引方式。(2)装机总功率不断增大国外采煤机电机截割功率通常在40OkW以上，功率大的已达10OOkW;牵引电动机功率均在40kW以上，最大达到125kW;总装机功率通常超过10OOkW，最高已达20OOkW以上，牵引速度普遍达到15～25m/min，牵引力达到757kN以上。截深为1000～12OOmm，个别已达15OOmm。(3)元部件可靠性大幅提高为提高采煤机的可靠性，减小故障率，采煤机齿轮的设计寿命已提高到20OOh以上，轴承的寿命提高到300Oh以上。(4)交流变频成为主

4、流调速方式由于交流变频调速电牵引系统具有技术先进、可靠性高，维护管理简单，价格低廉等特点，交流牵引成为今后电牵引来煤机的发展方向。采用2个变频器分别拖动2台牵引电机的牵引系统，这种一拖一的牵引系统也正被逐步采用，成为电牵引技术发展的又一个特点。(5)无链牵引从销轨向齿轨式发展圆柱销被齿轨所取代，宽度增大，节距由125mm增加到175mm,所传递的牵引力大大提高。(6)普遍采用中高压供电由于装机功率大幅提高以及工作面的不断加长(达到300m)，整个工作面供电容量超过50OOkW。新研制的大功率电牵引采煤机几乎都采用中高电压供电。主要供电等级

5、有2300,3300,4160和5000V等。(7)监控保护系统的智能化新型的电牵引来煤机具有建立在微处理机基础上的智能监控、监测和保护系统，可实现交互式人机对话、远近控制、无线电随机遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、故障诊断及预警、自动控制等多种功能，以保证采煤机具有最低的维修量和最高的利用率;并可实现采煤机滚筒沿工作面煤层自动调节采高等控制功能。2)刮板输送机工作面刮板输送机发展成为大功率、高强度、高可靠性的运输设备。目前工作面刮板输送机最大工作长度已达335m,最大输送能力达3500t/h，最大功率1412kW。使用寿命

6、达到600～120O万t过煤量。采用软启动技术和故障诊断和工况监测技术，可以连续监测输送机各部件的运行状态，进行故障诊断和报警。3)液压支架液压支架近10年来主要的发展趋势是向两柱掩护式和四柱支撑掩护式架型发展，架型结构进一步完善，参数向高工作阻力、大中心距(1.75m、2m)发展;支架工作阻力大部分在7000～8000kN，最大的两柱掩护式支架工作阻力达到9800kN，支架的耐久性试验循环次数达50000次。支架的寿命达14年以上。应用电液控制技术，采用电磁(或微电机)控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理机技术

7、，红外遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续迸行，移架速度大大提高，支架循环时间达到6～8s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。1.1.2美国长壁工作面设备与生产能力发展趋势在过去的十多年里，美国井工长壁生产煤矿的煤炭年产量迅速增加，矿井平均煤炭产量由131.4Mt/年增加到172.7Mt/年，而矿井雇员却从26537人减少到16611人，长壁生产矿井个数由76个减少到53个，矿井生产效率由2.40t/人/小时增加到4.67t/人/小时。产量最高的长壁工作面年产量由1989年的4.4OMt/年增长到199

8、9年的7.9OMt/年。1)采煤机的生产能力目前采煤机的截割速度一般在0.20～0.250m/s。一些新研制开发出来的采煤机的截割速度达到了0.4～0.6m/s。计算机系统的装备，包括具备模拟