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      近年來，超大采高綜采成為我國(guó)晉、陜、蒙、新等西部地區(qū)大型礦井快速應(yīng)用的一種高效開采方法，大幅提升了礦井的生產(chǎn)效率及安全水平。國(guó)外工作面采高一般都在6 m以下，對(duì)6 m以上煤層開采的研究和實(shí)踐很少。我國(guó)從2005年開始研制6 m大采高綜采成套裝備，實(shí)現(xiàn)了工作面年產(chǎn)千萬噸。2009年，王國(guó)法等開展了7 m大采高綜采的可行性研究。2011年7 m大采高綜采成套裝備在神東大柳塔礦首次成功應(yīng)用，隨后在陜煤紅柳林、神東上灣等煤礦快速推廣。2014年，兗礦集團(tuán)金雞灘煤礦根據(jù)煤層賦存條件又提出了8 m大采高綜采的技術(shù)方案。

　　近日，天地科技股份有限公司王國(guó)法院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合兗礦集團(tuán)、陜西未來能源化工有限公司的研究人員就“8 m大采高工作面開采技術(shù)及裝備”發(fā)表研究成果。這篇題為《8 m大采高綜采工作面成套裝備研發(fā)及應(yīng)用》的論文圍繞8 m大采高工作面圍巖控制及液壓支架研制、超大采高工作面刮板輸送機(jī)研制、8 m大采高工作面配套裝備研制3個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行論述。

懸臂梁+砌體梁結(jié)構(gòu)模型和液壓支架-圍巖耦合動(dòng)力學(xué)模型

超大采高液壓支架三級(jí)協(xié)動(dòng)互幫結(jié)構(gòu)

　　8 m大采高工作面開采的首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)液壓支架對(duì)煤壁及頂板的有效支撐和控制，防止片幫、冒頂。在超大采高圍巖控制技術(shù)方面，研究人員建立了液壓支架與圍巖的耦合力學(xué)模型，采用“雙因素控制法”確定了確定超大采高液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度為1.65~1.74 MPa，工作阻力21 000 kN，并最終確定金雞灘煤礦8.2 m 大采高液壓支架的型號(hào)為ZY21000/38/82D。設(shè)計(jì)伸縮梁與護(hù)幫板分離的三級(jí)協(xié)動(dòng)護(hù)幫裝置、大缸徑抗沖擊雙伸縮立柱，有效控制片幫及頂板壓力。同時(shí)采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼及智能焊接新工藝提高8.2 m大采高液壓支架可靠性。

大缸徑能量耗散抗沖擊立柱

　　在超大采高工作面刮板輸送機(jī)研制方面，研究人員采用無級(jí)軟啟動(dòng)、自動(dòng)伸縮機(jī)尾等技術(shù)降低對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的沖擊，增大鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)格型號(hào)，研制的SGZ1400/3×1600重型刮板輸送機(jī)功率達(dá)到4 800 kW，最大輸送能力6 000 t/ h，實(shí)現(xiàn)了超大采高工作面刮板運(yùn)輸系統(tǒng)的智能自適應(yīng)、可靠、連續(xù)運(yùn)行。

　　在8 m大采高工作面配套裝備研制方面，研究人員在采煤機(jī)行走部、帶式輸送機(jī)機(jī)身、超前液壓支護(hù)等方面進(jìn)行了局部改進(jìn)和創(chuàng)新。

　　研制的國(guó)內(nèi)外首套8 m大采高綜采成套裝備在兗礦金雞灘煤礦12^-2上108工作面進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。工業(yè)性試驗(yàn)期間，工作面最高日產(chǎn)5.7萬噸，月產(chǎn)達(dá)到150萬噸以上，截止到2017年8月，累計(jì)推進(jìn)4 449 m，最高日產(chǎn)達(dá)到6.16 萬噸。大幅提高了工作面開采效率和資源采出率。