文档介绍：1 前言
中国煤炭储量丰富,厚煤层储量占总储量的43% ,缓倾斜厚煤层煤炭产量占总产量的45%左右。~ 厚的煤层,这类煤层在皖北、邢台、开滦、徐州、龙口、准北、阜新、双鸭山、义马、西山、铜川、阳泉等矿区均为主采煤层。国内外研究和生产实践表明,煤炭生产的高产高效和现代化是当今国际煤炭工业的发展方向,也是我国煤炭行业的必然选择,这就要求大力发展厚煤层综合机械化采煤。对于煤层倾角小于30°的厚煤层开采,国内外的开采方法有沿倾斜方向分层开采(包括分层下行长壁垮落采煤法和分层上行长壁充填采煤法)、一次采全高整层开采(即大采高综采)、放顶煤开采方法等。在以上各种采煤方法中,~ 厚的煤层一次采全高的综合机械化开采。大采高综采是在中厚煤层综采的基础上,研制适应采高增大的成套设备和工艺技术后逐步发展形成的。
对于煤层倾角小于30°的厚煤层开采,大采高综采与放顶煤采煤法相比具有下列优点:(1)煤炭资源回收率高;(2)煤炭含矸率低;(3)采煤工作面煤尘少、自然发火和瓦斯涌出安全性好等优点;(4)对于3m ~4m不适宜放顶煤开采的厚煤层,大采高具有工效高、成本低等优点。
但是,经过许多专家、学者多年理论研究及现场观察发现,这种采煤新工艺工作面内支架-围岩系统稳定性差、事故率高,尤其严重的是高架稳定性事故率高达l 9%以上,远高于一般采高(2m ~3m)综采面。大量的高架稳定性事故大大加剧了采面设备的磨损和老化,高架的咬架、倒架事故直接引发顶板事故,而且调整支架的难度、材料、工时消耗很大,严重制约了大采高综采效能的发挥。
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2 绪论
综合机械化采煤是煤炭工业的一次技术革命,从根本上改变了煤炭工业的面貌,综合机械化采煤是20世纪人类科技发展的重要成果。
综合机械化采煤技术在我国的研究试验、使用、发展,彻底改变了我国煤炭工业的面貌,降低了工人的劳动强度,提高了产量、劳动生产率和企业效益,满足了国民经济建设对煤炭的需求,合理的集中生产简化了生产系统,提高了生产安全性。我国综采技术发展的30多年,使我跨进了世界先进行列,综放技术跃居世界领先地位。
工作面支护问题始终是困扰煤矿生产安全、产量和效率的重要问题。因此以液压支架为主要设备的综合机械化采煤(以下简称综采)的诞生和发展是煤矿生产发展史上的一次重大革命。不仅从根本上改善了劳动和安全条件,也为工作面产量和效率的迅速提高奠定了基础,使煤矿生产面貌彻底改观。但是综采设备初期投资高,特别是液压支架占综采设备总投资的约60%,因此液压支架的合理选用尤显重要。
我国液压支架的发展历程经历了下列几个阶段。从1958 年开始设计掩护式支架,1964 年开始由专门研究室全面开展架型及阀类的攻关,20 世纪70 年代初开始液压支架的研制工作,先后研制出垛式、节式及掩护式支架。1970 年在山西大同首次全工作面装备了TZ—140 型垛式液压支架。70 年代中期,研制了QY型掩护支架和ZY35 型支撑掩护支架。20 世纪70 年代末80 年代初我国分三次大规模引进国外支架,尤其是第三批引进了当时西方国家较为先进的综采设备共100 套,其中液压支架主要以二柱掩护式和四柱掩护式为主,支架的参数和性能比以往支架有了明显的提高。通过消化吸收国外先进技术,我国科研人员自主研发了多种用途的液压支架,最具代表性的有QY 系列和YZ 系列支架。20 世纪80 年代以来,开发了适用于坚硬顶板的大吨位TZ—720 型支架,分层开采自动铺联网支架、放顶煤液压支架及大流量安全阀和操纵阀等。从20 世纪90 年代中期开始,我国液压支架进入了快速发展阶段,全国综掘综采工作面数量大幅度提高,液压支架的性能、参数、可靠性有了明显的提高,支架的架型不断丰富,如大采高支架、薄煤层支架
、大倾角液压支架、铺网液压支架和端头支架等。到目前为止,适于我国高产高效的国产液压支架有20 余种架型,其中用于缓倾斜中厚煤层和缓倾斜厚煤层的各占一半。适用于缓倾斜厚煤层高产高效的液压支架分为机械化铺联网支架、一次采全高支架和放顶煤支架三大类。
虽然我国在液压支架技术方面取得了可喜的成绩,但与世界发达国家相比,还存在一些不足,主要表现在:
首先,我国综采比例低,落后的生产技术与世界产煤大国的地位极不相称。世界主要产煤国家的综采比例都是全国煤炭井工生产的比例。%,波兰是92%,而美国、英国、德国、日本都是99%以上。据1998 年统计,%;地方煤矿和乡镇煤矿比例远低于此数,初步统计,若按全国井工生产的煤炭来算,综采比例只有23%左右。