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千万吨级大采高综放工作面设备配套选型及标准制定基础的研究

在调研国内千万吨级综放工作面生产地质条件的基础上，分析实现千万吨级目标综放面所需的基本条件。测试工作面煤岩力学参数，掌握了工作面煤岩力学特性，为理论分析提供理论基础。从地质因素、设备配套因素、开采技术因素以及管理因素等方面分析各因素对千万吨级大采高综放工作面设备配套的影响，分析千万吨级大采高综放工作面目标实现的地质条件适应性、顶煤的冒放性和实现安全高效开采的主要途径。采用相似模拟试验，获得采场围岩运移及应力分布规律，建立煤壁稳定性分析的力学模型，分析煤壁的稳定性，获得工作面支架支护强度的基本要求。优化研究工作面参数及开采工艺，探索各参数对工作面生产能力的影响并提出在不同开采条件下工作面参数的确定方法和基本要求，探索生产系统中各工序参数对工作面生产能力的影响规律，分析生产系统技术改造对工作面生产能力的影响，找出生产工艺系统中的薄弱工序和最优放煤工艺，提出在不同条件下的工作面生产工艺参数优化配置，为大采高综放面设备选型提供依据。研究 “三机”配套的总体原则，单机配套时的选型原则和工作面设备的基本要求，为试验面设备的配套、选型提供依据。(1)提出了年产千万吨级综放面开采地质条件的基本要求，分析了千万吨级大采高综放面安全高效开采的影响因素。(2)在系统研究大采高综放采场围岩运移及应力分布规律、煤壁片帮机理、工作面参数、回采工艺的基础上，深入研究了工作面“三机”配套选型，提出了相应的配套原则和配套参数。(3)研制了 ZF15000-23/43 正四连杆大采高综放低位放顶煤液压支架、整体自移式ZTZ20000/25/50 型端头自移支架、ZTC30000/25/50 型超前支护支架以及 KSW-1500EU 型电牵引采煤机，并进行了现场工业试验，保障了千万吨级大采高综放工作面平均日产达 3 万t。(4)制定了“千万吨级大采高综放工作面设备配套选型技术要求”技术标准。

安徽理工大学 2021-04-13