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[摘 要]我国国有重点煤矿厚煤层储量约占 44%，而厚煤层采出的产量占 45%以上，绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。为提高资源回收率，一次采全高有着更好的技术经济优势。神东在特厚煤层开采中除了采用放顶煤开采外，研究与配套大采高一次采全高设备与采煤工艺。一次采全高回采率达96%以上，7米与6.3m工作面相比：平均采高增加0.7m，每刀煤的产量增加200t，年产量增加120万t，回采工效提高81t/工，回采率增加9.5%，经济效益显著。按照神东的地质条件，分析分层开采与一次采全高的经济与技术难点，从大采高的可行性进行分析，使得神东在资源回收与设备经济性都达到了最优。
[关键词]7m；一次采全高；综采设备；支架；采煤机；刮板运输机
中图分类号：TU722 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0343-04
0 引言
神东矿区位于陕、蒙交界处，矿区所处的煤田，探明储量占全国的1/4，是国家规划的13个大型煤炭基地之一。神东矿区6.0m以上煤层总地质储量为154904.1万吨。主要分布在上湾矿、补连塔矿和大柳塔井，其中1-2煤层，总储量29045万吨；2-2煤层，总储量83009万吨；5-2煤，储量42850.1万吨。除上湾煤矿1-2煤8m以上特后煤层，7m左右煤层总储量为135199.1万吨。目前，我国重点煤矿厚煤层开采法主要有综采放顶煤开采和大采高一次采全高开采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤法，广泛应用于 5～15m 厚煤层一次采全高，但仍有许多难以解决的技术难题。对于4～7m的稳定厚煤层，大采高一次采全高综采具有更好的技术经济优势。
1 7m厚煤层一次采全高可行性分析
1.1 一次采全高开采开采工艺可行性分析
厚煤層采煤工艺有3种，即综采放顶煤开采、分层开采和一次采全高开采。
（1）综采放顶煤开采工艺分析
神东矿区特有的浅埋深、薄基岩、中硬高韧性煤层赋存条件，导致顶煤冒放性较差、顶煤冒放环境不利于安全控制以及放顶煤放出率难以保证而使得资源回收率偏低等问题，成为制约综放开采工艺在神东矿区厚煤层开采中应用的关键障碍。国内外广范应用于5—15m厚煤层条件的综采放顶煤开采工艺并不适用于神东矿区。
（2）厚煤层分层开采工艺分析
分层开采从经济上分析，巷道工程量和施工维护费用成倍增加、回采设备搬家倒面费用成倍增加、同时由于留顶煤而降低了煤炭采出率。
分层开采从技术上分析，巷道布置复杂、采掘接替困难，不利于巷道围岩和顶板控制，容易发生冒顶等安全事故，影响回采速度，不适应神东安全高效的生产模式。
（3）一次采全高开采工艺分析
一次采全高技术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。
一次采全高技术具有经济效益显著，巷道布置系统简单，工作面搬家次数少，生产管理集中，工作面生产能力大，资源采出率高等特点，且神东综采技术应用成熟，能克服设备更新换代和完善提高过程中的不足，并且在开采技术上可行，地质条件上适应。因此，选择一次采全高综合机械化工艺开采在神东矿区7m厚煤层是可行的。
1.2 一次采全高综采工作面设备可行性分析
大采高液压支架的稳定性、适应性和可靠性是决定决定厚煤层大采高成败的关键。
2007年郑州煤矿机械集团有限公司针对神华集团神东分公司的煤层条件，研制出了ZY10800/28/63D型两柱掩护式大采高液压支架，并于2007年4月在井下进行工业性试验，月产量达109.5万吨，最高日产达5.1万吨。6.3m大采高综采设备在神东煤炭集团的成功应用，实现了高产高效、高安全、高回收率和经济效益好的目标，刷新了综采工作面大采高采煤高度的世界纪录，大大提高了煤炭资源的回收率，节约了煤炭资源，为实现企业可持续发展做出了巨大贡献。但是神东煤炭集团至今仍在积极的改进、完善大采高工作面采煤工艺，并不断进行现场实践和扩大大采高综采的应用范围，进一步提高煤炭资源的回收率。
6.3m厚煤层大采高综采成套设备的研究开发和应用，积累了设计、制造以及大采高生产工艺的经验，为进一步开发7m厚煤层一次采全高综采成套设备奠定了良好的基础。
2 7m一次采全高大采高工作成套設备选型依据
2.1 设备选型目的
综采工作面年产量达1300万吨。按照年有效生产时间322天（其中搬家倒面2次影响24天，万吨煤停机率0.38小时），日有效生产时间16.25小时（其中预防性检修4小时，点检2.25小时，其它1.5小时）计算，工作面小时生产能力为0.248万吨。
结合神东煤炭公司矿井实际生产经验，实际小时平均生产能力约是理论生产能力的50%。因此要求工作面理论生产能力为0.497万吨，据此确定工作面设计生产能力为5000t/h。
2.2 设备选型原则
综采成套设备选型着重考虑设备的生产能力，主要技术指标，适应性，可靠性，安全性，经济性，配套性等因素。主要根据以下原则进行：
（1）全部功能单元合理配套，应具有足够的可靠性，能够有效履行各项功能；
（2）整套生产各系统满足安全规程要求，有利于维护人员和设备的安全。
（3）设备配套生产能力大于工作面设计生产能力；
（4）设备生产能力大于配套生产能力；
（5）设备寿命大于配套工作面寿命；
（6）设备可靠性大于配套工作面可靠性；
（7）外围环节配套能力大于工作面配套生产能力。
2.3 采煤机选型 影响采煤机选型的主要因素包括煤层的力学特性、煤层厚度和倾角、工作面生产能力等；因此采煤机选型以采煤机对工作面地质条件的适应性和采煤机的实际生产能力作为主要考虑因素，同时兼顾设备的配套性、经济性与可靠性。
2.3.1 采煤机选型原则
（1）采煤机的生产能力大于工作面配套生产能力；
（2）采煤机主要技术性能满足工作面煤层厚度和倾角，煤层硬度，顶底板条件，断层构造等地质条件要求，采高，截深，牵引力，牵引速度等主要技术参数选取合理，有较大的适应范围。
（3）采煤机可靠性高，整机大修周期和寿命应适应矿井生产技术条件。
（4）采煤机与液压支架、刮板运输机之间必须具备良好的配套关系。主要指采煤机滚筒的截深、机面高度、卧底量、牵引方式等技术指标，以及采煤机与刮板输送机之间的过煤空间，采煤机与工作面两端头设备的配套性等。
2.3.2 采煤机滚筒截深的选择
采煤机滚筒截深的选择与采煤机截割电机功率、工作面煤层厚度、煤质硬度、顶板岩性以及支架移架步距有关。
神东矿区煤层埋藏浅、相对地压小、工作面顶底板较稳定、因此在采掘活动中矿压显现较小，易于管理，因此可以选择大截深滚筒。
目前神东6.3m大采高工作面采煤机普遍采用865mm截深滚筒，配套支架最大高度6.3m，生产系统配套性能良好，而7m支架属国内首次配套研制试用，因此7m大采高采煤机优先选用865mm滚筒。
2.3.3 采煤机生产能力计算
综合考虑神东矿区煤层赋存条件和引进国外配套综采设备技术参数，确定工作面设计采高6—6.8m，截深0.865m。设计选型按最大采高6.8m计算，考虑到大采高支架的稳定性差，采煤机割煤速度按11m计算，计算公式如下：
2.3.4 采煤机装机功率估算
采煤機装机功率采用比能法计算，以神东生产7LS采煤机为例估算吨煤单位能耗，由此初步确定采煤机装机功率为2300KW。
2.3.5 采煤机技术参数；
目前神东引进7m大采高采煤机主要为美国久益公司7LS8和德国艾柯夫公司SL1000型两种采煤机，其装机功率分别达到2925KW和2590KW，生产能力都达到6000t/h生产能力，该两种采煤机完全能够满足目前神东7m厚煤层一次采全高要求。具体技术参数见表1。
2.4 刮板运输机、转载机、破碎机选型
综采工作面三机选型主要从设备配套性、对工作面地质条件适应性、设备配套安全可靠性和经济性等方面考虑。
2.4.1 三机选型原则
（1）工作面刮板运输机、转载机、破碎机运输能力应依次增大或保持相等，并且刮板运输机、转载机的运输能力、破碎机的破碎能力都应大于采煤机最大生产能力，一般取1.2倍。
（2）工作面刮板运输机、转载机、破碎机的寿命都应该大于工作面总储量。
（3）三机从结构上相互配套合理，刮板运输机应满足与采煤机、液压支架的配套要求。
（4）转载机宽度要与可伸缩胶带输送机宽度相适应。
（5）根据刮板链的负荷确定链条数目，结合煤质硬度选择链条结构形式。
（6）刮板运输机铺设长度满足工作面长度要求。
2.4.2 刮板运输机能力计算
选择工作面刮板运输机运输能力的主要原则是刮板运输机运输能力大于满足工作面生产能力的采煤机最大落煤能力，其计算公式如下：
根据以上原则，考虑到工作面支架前顶板漏矸等不确定因素，刮板运输机总功率应有一定的富余系数， 可采用3×1600KW，刮板机总装机功率为4800KW，富余系数为1.28。完全能够满足7m厚煤层一次采全高的要求。
2.4.4 转载机、破碎机参数分析
7m大采高工作面配套的转载机运输能力为6500t/h，破碎机的破碎能力为7000t/h，符合三机配套原则，完全能够满足生产要求。
2.4.5 刮板运输机、转载机、破碎机技术参数
7m大采高工作面刮板运输机、转载机、破碎机主要技术参数见表2。
2.5 7m大采高液压支架选型
2.5.1 选型方案：
液压支架选型实现矿井高产高效综合机械化开采的关键因素之一，而工作面液压支架额定工作阻力的合理确定是液压支架选型的关键。神东矿区为典型的浅埋深、薄基岩、厚风积沙地质条件，矿压显现强烈，并且，由于工作面输送机及采煤机设备的加大，所需支护面积相应增大，在同样的支护强度条件下，支架的工作阻力要增大，预计工作阻力要达到16000-17000KN才能满足使用要求。
由于采高的加大，煤壁片帮情况将更加严重，对支架的护帮要求将更高，支架的护帮板垂直护帮长度应≥3.6m，经与厂家多次交流，初步提出3级护帮方案。
2.5.2 关键参数确定：
（1）支架宽度主要考虑支架的稳定性，根据研究，支架的稳定性与支撑高度成反比规律。当支架高度过大时，其重心偏高，煤层倾角大于50时，大采高支架可能发生翻倒事故，应从设计方面尽可能降低支架的重心。支架发生翻倒的极限角度在采高5m，，6m，7m时分别为23.60，20.030，17.40。支架高度越大，稳定性越差。工作面存在倾角时，采高越大，支架下滑量越大。从目前国内、外支架设计与制造角度，当支撑过大时，应增大支架宽度，尽量降低支架重心，架间设连接千斤顶。另外，考虑到支架采高加大后，稳定性将变差，因此，为增加支架稳定性，最终确定支架宽度为2.05m。
（2）支架高度主要考慮资源回收率。根据神东煤层赋存条件及国内外最大采高设备应用情况，最终确定7m高度。
（3）支架重量主要考虑运输特种车辆问题，经进一步研究论证，支架重量确定为67.5t。 （4）支护强度确定为1.47Mpa。
（5）供回液管系统最终确定进液3×DN63；回液3×DN76。
（6）立柱由于支架工作阻力已达到16800KN以上，因此要求立柱缸径要达到φ500mm以上。
2.6 刮板运输机、转载机、破碎机选型
7m大采高大采高液压支架主要技术参数见表3。
2.7 7m大采高乳化液泵站选型
目前500l/min大流量泵经与RMI公司交流，可以开发5柱塞530l/min大流量乳化液泵，根据支架设计要求应达到1500l/min，确定选用5柱塞530l/min大流量乳化液泵，四泵两箱，三台工作，一台备用。
3 7m一次采全高综采工作面关键技术分析
3.1 7m液压支架关键技术
（1）研究支架与围岩关系，研究支架稳定性，研究煤壁稳定性与片帮机构。
（2）7m大采高支架工作阻力达到16800KN，必须使用φ500mm以上立柱，目前还没有使用过φ500mm的立柱，主要是原材料制造难度大，φ500mm立柱材料制造过程中合格率较低。
（3）大工作阻力支架由于立柱、推移缸徑大，影响移架速度，对电控及主阀流量要求较高。
（4）目前进口主阀内部通径最大只有20mm，最大流量450l/min，而7m液压支架需要达到600l/min，需要研发新的大流量主阀和立柱液控单向阀。
（5）立柱安全阀流量需要2000 l/min，目前国内使用安全阀流量最大为1000l/min，需要研发新的安全阀。
3.2 采煤机关键技术
（1）目前世界上采煤机滚筒直径为3.2m，需要研发3.5m直径滚筒。
（2）目前世界上采煤机摇臂最大功率为900KW，需要研发1100KW以上大功率摇臂。
（3）目前世界上采煤机配套最大牵引块为U2000型，牵引力为1000KN。需要研发U3000型牵引块，牵引力可达1650～2000KN。
（4）采煤机稳定性与采高成反比，随采高的增加而降低，需要研究采煤机的整机稳定性。
（5）可靠性已成为国内外煤矿机械研究的重点，建立采煤机整机的可靠性分析、可靠性设计是提高大采高电牵引采煤机可靠性关键。
3.3 刮板运输机关键技术
（1）由于工作面采高加大，采煤机滚筒直径增大，刮板运输机驱动功率也相应加大，从而导致刮板运输机体积增大。為了保证机头割透性，要求工作面运输巷在6m以上。
（2）目前世界上链条最大直径为50mm，需要研发60mm直径链条。
（3）目前世界上最大刮板运输机驱动功率最大为3×1000KW，需要研发3×1600KW功率驱动部。
4 结论
（1）技术分析得出一次采全高开采技术能够用于神东矿区7m厚煤层的开采，并且相比于放顶煤开采和厚煤层分层开采能够显著提高煤炭资源回收率，为神华集团和全国同类特厚煤层开采探索一条新的技术途径，取得更好的社会和经济效益，促进煤炭开采技术的发展。
（2）以神东上湾煤矿为例，使用7m大采高设备后，每工作面盘活煤量120万t，实现经济效益4.2亿元；使用7m大采高设备后，上湾矿预期盘活煤量3600万t，预期实现经济效益总额119亿元。
（3）7m厚煤层大采高工作面设备能够满足工作面安全生产的需要。支架高度增加后，为增加支架稳定性，将支架中心距加宽为2.05m，采煤机采高增加大6.8m，采煤机和刮板运输机生产能力提高到6000t/h。
参考文献
[1] 林光桥 ，7m一次采全高综采工作面设备配套浅析。煤矿开采，2010，4：15-2
作者简介
杨桂荣（1972-），男，内蒙古鄂尔多斯人，工程师，主要从事煤矿机电管理工作。
[关键词]7m；一次采全高；综采设备；支架；采煤机；刮板运输机
中图分类号：TU722 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0343-04
0 引言
神东矿区位于陕、蒙交界处，矿区所处的煤田，探明储量占全国的1/4，是国家规划的13个大型煤炭基地之一。神东矿区6.0m以上煤层总地质储量为154904.1万吨。主要分布在上湾矿、补连塔矿和大柳塔井，其中1-2煤层，总储量29045万吨；2-2煤层，总储量83009万吨；5-2煤，储量42850.1万吨。除上湾煤矿1-2煤8m以上特后煤层，7m左右煤层总储量为135199.1万吨。目前，我国重点煤矿厚煤层开采法主要有综采放顶煤开采和大采高一次采全高开采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤法，广泛应用于 5～15m 厚煤层一次采全高，但仍有许多难以解决的技术难题。对于4～7m的稳定厚煤层，大采高一次采全高综采具有更好的技术经济优势。
1 7m厚煤层一次采全高可行性分析
1.1 一次采全高开采开采工艺可行性分析
厚煤層采煤工艺有3种，即综采放顶煤开采、分层开采和一次采全高开采。
（1）综采放顶煤开采工艺分析
神东矿区特有的浅埋深、薄基岩、中硬高韧性煤层赋存条件，导致顶煤冒放性较差、顶煤冒放环境不利于安全控制以及放顶煤放出率难以保证而使得资源回收率偏低等问题，成为制约综放开采工艺在神东矿区厚煤层开采中应用的关键障碍。国内外广范应用于5—15m厚煤层条件的综采放顶煤开采工艺并不适用于神东矿区。
（2）厚煤层分层开采工艺分析
分层开采从经济上分析，巷道工程量和施工维护费用成倍增加、回采设备搬家倒面费用成倍增加、同时由于留顶煤而降低了煤炭采出率。
分层开采从技术上分析，巷道布置复杂、采掘接替困难，不利于巷道围岩和顶板控制，容易发生冒顶等安全事故，影响回采速度，不适应神东安全高效的生产模式。
（3）一次采全高开采工艺分析
一次采全高技术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。
一次采全高技术具有经济效益显著，巷道布置系统简单，工作面搬家次数少，生产管理集中，工作面生产能力大，资源采出率高等特点，且神东综采技术应用成熟，能克服设备更新换代和完善提高过程中的不足，并且在开采技术上可行，地质条件上适应。因此，选择一次采全高综合机械化工艺开采在神东矿区7m厚煤层是可行的。
1.2 一次采全高综采工作面设备可行性分析
大采高液压支架的稳定性、适应性和可靠性是决定决定厚煤层大采高成败的关键。
2007年郑州煤矿机械集团有限公司针对神华集团神东分公司的煤层条件，研制出了ZY10800/28/63D型两柱掩护式大采高液压支架，并于2007年4月在井下进行工业性试验，月产量达109.5万吨，最高日产达5.1万吨。6.3m大采高综采设备在神东煤炭集团的成功应用，实现了高产高效、高安全、高回收率和经济效益好的目标，刷新了综采工作面大采高采煤高度的世界纪录，大大提高了煤炭资源的回收率，节约了煤炭资源，为实现企业可持续发展做出了巨大贡献。但是神东煤炭集团至今仍在积极的改进、完善大采高工作面采煤工艺，并不断进行现场实践和扩大大采高综采的应用范围，进一步提高煤炭资源的回收率。
6.3m厚煤层大采高综采成套设备的研究开发和应用，积累了设计、制造以及大采高生产工艺的经验，为进一步开发7m厚煤层一次采全高综采成套设备奠定了良好的基础。
2 7m一次采全高大采高工作成套設备选型依据
2.1 设备选型目的
综采工作面年产量达1300万吨。按照年有效生产时间322天（其中搬家倒面2次影响24天，万吨煤停机率0.38小时），日有效生产时间16.25小时（其中预防性检修4小时，点检2.25小时，其它1.5小时）计算，工作面小时生产能力为0.248万吨。
结合神东煤炭公司矿井实际生产经验，实际小时平均生产能力约是理论生产能力的50%。因此要求工作面理论生产能力为0.497万吨，据此确定工作面设计生产能力为5000t/h。
2.2 设备选型原则
综采成套设备选型着重考虑设备的生产能力，主要技术指标，适应性，可靠性，安全性，经济性，配套性等因素。主要根据以下原则进行：
（1）全部功能单元合理配套，应具有足够的可靠性，能够有效履行各项功能；
（2）整套生产各系统满足安全规程要求，有利于维护人员和设备的安全。
（3）设备配套生产能力大于工作面设计生产能力；
（4）设备生产能力大于配套生产能力；
（5）设备寿命大于配套工作面寿命；
（6）设备可靠性大于配套工作面可靠性；
（7）外围环节配套能力大于工作面配套生产能力。
2.3 采煤机选型 影响采煤机选型的主要因素包括煤层的力学特性、煤层厚度和倾角、工作面生产能力等；因此采煤机选型以采煤机对工作面地质条件的适应性和采煤机的实际生产能力作为主要考虑因素，同时兼顾设备的配套性、经济性与可靠性。
2.3.1 采煤机选型原则
（1）采煤机的生产能力大于工作面配套生产能力；
（2）采煤机主要技术性能满足工作面煤层厚度和倾角，煤层硬度，顶底板条件，断层构造等地质条件要求，采高，截深，牵引力，牵引速度等主要技术参数选取合理，有较大的适应范围。
（3）采煤机可靠性高，整机大修周期和寿命应适应矿井生产技术条件。
（4）采煤机与液压支架、刮板运输机之间必须具备良好的配套关系。主要指采煤机滚筒的截深、机面高度、卧底量、牵引方式等技术指标，以及采煤机与刮板输送机之间的过煤空间，采煤机与工作面两端头设备的配套性等。
2.3.2 采煤机滚筒截深的选择
采煤机滚筒截深的选择与采煤机截割电机功率、工作面煤层厚度、煤质硬度、顶板岩性以及支架移架步距有关。
神东矿区煤层埋藏浅、相对地压小、工作面顶底板较稳定、因此在采掘活动中矿压显现较小，易于管理，因此可以选择大截深滚筒。
目前神东6.3m大采高工作面采煤机普遍采用865mm截深滚筒，配套支架最大高度6.3m，生产系统配套性能良好，而7m支架属国内首次配套研制试用，因此7m大采高采煤机优先选用865mm滚筒。
2.3.3 采煤机生产能力计算
综合考虑神东矿区煤层赋存条件和引进国外配套综采设备技术参数，确定工作面设计采高6—6.8m，截深0.865m。设计选型按最大采高6.8m计算，考虑到大采高支架的稳定性差，采煤机割煤速度按11m计算，计算公式如下：
2.3.4 采煤机装机功率估算
采煤機装机功率采用比能法计算，以神东生产7LS采煤机为例估算吨煤单位能耗，由此初步确定采煤机装机功率为2300KW。
2.3.5 采煤机技术参数；
目前神东引进7m大采高采煤机主要为美国久益公司7LS8和德国艾柯夫公司SL1000型两种采煤机，其装机功率分别达到2925KW和2590KW，生产能力都达到6000t/h生产能力，该两种采煤机完全能够满足目前神东7m厚煤层一次采全高要求。具体技术参数见表1。
2.4 刮板运输机、转载机、破碎机选型
综采工作面三机选型主要从设备配套性、对工作面地质条件适应性、设备配套安全可靠性和经济性等方面考虑。
2.4.1 三机选型原则
（1）工作面刮板运输机、转载机、破碎机运输能力应依次增大或保持相等，并且刮板运输机、转载机的运输能力、破碎机的破碎能力都应大于采煤机最大生产能力，一般取1.2倍。
（2）工作面刮板运输机、转载机、破碎机的寿命都应该大于工作面总储量。
（3）三机从结构上相互配套合理，刮板运输机应满足与采煤机、液压支架的配套要求。
（4）转载机宽度要与可伸缩胶带输送机宽度相适应。
（5）根据刮板链的负荷确定链条数目，结合煤质硬度选择链条结构形式。
（6）刮板运输机铺设长度满足工作面长度要求。
2.4.2 刮板运输机能力计算
选择工作面刮板运输机运输能力的主要原则是刮板运输机运输能力大于满足工作面生产能力的采煤机最大落煤能力，其计算公式如下：
根据以上原则，考虑到工作面支架前顶板漏矸等不确定因素，刮板运输机总功率应有一定的富余系数， 可采用3×1600KW，刮板机总装机功率为4800KW，富余系数为1.28。完全能够满足7m厚煤层一次采全高的要求。
2.4.4 转载机、破碎机参数分析
7m大采高工作面配套的转载机运输能力为6500t/h，破碎机的破碎能力为7000t/h，符合三机配套原则，完全能够满足生产要求。
2.4.5 刮板运输机、转载机、破碎机技术参数
7m大采高工作面刮板运输机、转载机、破碎机主要技术参数见表2。
2.5 7m大采高液压支架选型
2.5.1 选型方案：
液压支架选型实现矿井高产高效综合机械化开采的关键因素之一，而工作面液压支架额定工作阻力的合理确定是液压支架选型的关键。神东矿区为典型的浅埋深、薄基岩、厚风积沙地质条件，矿压显现强烈，并且，由于工作面输送机及采煤机设备的加大，所需支护面积相应增大，在同样的支护强度条件下，支架的工作阻力要增大，预计工作阻力要达到16000-17000KN才能满足使用要求。
由于采高的加大，煤壁片帮情况将更加严重，对支架的护帮要求将更高，支架的护帮板垂直护帮长度应≥3.6m，经与厂家多次交流，初步提出3级护帮方案。
2.5.2 关键参数确定：
（1）支架宽度主要考虑支架的稳定性，根据研究，支架的稳定性与支撑高度成反比规律。当支架高度过大时，其重心偏高，煤层倾角大于50时，大采高支架可能发生翻倒事故，应从设计方面尽可能降低支架的重心。支架发生翻倒的极限角度在采高5m，，6m，7m时分别为23.60，20.030，17.40。支架高度越大，稳定性越差。工作面存在倾角时，采高越大，支架下滑量越大。从目前国内、外支架设计与制造角度，当支撑过大时，应增大支架宽度，尽量降低支架重心，架间设连接千斤顶。另外，考虑到支架采高加大后，稳定性将变差，因此，为增加支架稳定性，最终确定支架宽度为2.05m。
（2）支架高度主要考慮资源回收率。根据神东煤层赋存条件及国内外最大采高设备应用情况，最终确定7m高度。
（3）支架重量主要考虑运输特种车辆问题，经进一步研究论证，支架重量确定为67.5t。 （4）支护强度确定为1.47Mpa。
（5）供回液管系统最终确定进液3×DN63；回液3×DN76。
（6）立柱由于支架工作阻力已达到16800KN以上，因此要求立柱缸径要达到φ500mm以上。
2.6 刮板运输机、转载机、破碎机选型
7m大采高大采高液压支架主要技术参数见表3。
2.7 7m大采高乳化液泵站选型
目前500l/min大流量泵经与RMI公司交流，可以开发5柱塞530l/min大流量乳化液泵，根据支架设计要求应达到1500l/min，确定选用5柱塞530l/min大流量乳化液泵，四泵两箱，三台工作，一台备用。
3 7m一次采全高综采工作面关键技术分析
3.1 7m液压支架关键技术
（1）研究支架与围岩关系，研究支架稳定性，研究煤壁稳定性与片帮机构。
（2）7m大采高支架工作阻力达到16800KN，必须使用φ500mm以上立柱，目前还没有使用过φ500mm的立柱，主要是原材料制造难度大，φ500mm立柱材料制造过程中合格率较低。
（3）大工作阻力支架由于立柱、推移缸徑大，影响移架速度，对电控及主阀流量要求较高。
（4）目前进口主阀内部通径最大只有20mm，最大流量450l/min，而7m液压支架需要达到600l/min，需要研发新的大流量主阀和立柱液控单向阀。
（5）立柱安全阀流量需要2000 l/min，目前国内使用安全阀流量最大为1000l/min，需要研发新的安全阀。
3.2 采煤机关键技术
（1）目前世界上采煤机滚筒直径为3.2m，需要研发3.5m直径滚筒。
（2）目前世界上采煤机摇臂最大功率为900KW，需要研发1100KW以上大功率摇臂。
（3）目前世界上采煤机配套最大牵引块为U2000型，牵引力为1000KN。需要研发U3000型牵引块，牵引力可达1650～2000KN。
（4）采煤机稳定性与采高成反比，随采高的增加而降低，需要研究采煤机的整机稳定性。
（5）可靠性已成为国内外煤矿机械研究的重点，建立采煤机整机的可靠性分析、可靠性设计是提高大采高电牵引采煤机可靠性关键。
3.3 刮板运输机关键技术
（1）由于工作面采高加大，采煤机滚筒直径增大，刮板运输机驱动功率也相应加大，从而导致刮板运输机体积增大。為了保证机头割透性，要求工作面运输巷在6m以上。
（2）目前世界上链条最大直径为50mm，需要研发60mm直径链条。
（3）目前世界上最大刮板运输机驱动功率最大为3×1000KW，需要研发3×1600KW功率驱动部。
4 结论
（1）技术分析得出一次采全高开采技术能够用于神东矿区7m厚煤层的开采，并且相比于放顶煤开采和厚煤层分层开采能够显著提高煤炭资源回收率，为神华集团和全国同类特厚煤层开采探索一条新的技术途径，取得更好的社会和经济效益，促进煤炭开采技术的发展。
（2）以神东上湾煤矿为例，使用7m大采高设备后，每工作面盘活煤量120万t，实现经济效益4.2亿元；使用7m大采高设备后，上湾矿预期盘活煤量3600万t，预期实现经济效益总额119亿元。
（3）7m厚煤层大采高工作面设备能够满足工作面安全生产的需要。支架高度增加后，为增加支架稳定性，将支架中心距加宽为2.05m，采煤机采高增加大6.8m，采煤机和刮板运输机生产能力提高到6000t/h。
参考文献
[1] 林光桥 ，7m一次采全高综采工作面设备配套浅析。煤矿开采，2010，4：15-2
作者简介
杨桂荣（1972-），男，内蒙古鄂尔多斯人，工程师，主要从事煤矿机电管理工作。