论大倾角综放面圆弧段对支架稳定性的控制作用

急倾斜厚煤层走向长壁综放工作面圆弧布置是解决工作面支架稳定性的创新方法。以东峡煤矿某工作面为背景,从现场监测支架荷载分布特征出发,提炼出急倾斜厚煤层长壁综放开采工作面支架4种基本失稳模式,在理论上推导出工作面支架稳定性临界状态方程,通过支架受力状态分析,阐述了圆弧段抑制工作面支架滑移和倾倒失稳的力学作用,建立了满足支架稳定性要求的圆弧段临界长度准则。给出了考虑不同煤层倾角和工作面斜直线段长度条件下,保证工作面支架整体稳定所需圆弧段长度的临界曲面。     

特厚煤层大采高综采综放适应性评价和技术原理

针对厚煤层综采(放)开采过程中遇到的技术难题,提出了大采高综采(放)开采面临的3个科学问题,建立了基于技术经济分析的厚煤层开采方法适应性评价指标体系与评价模型。基于液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合原理,建立了液压支架与围岩的耦合动力学模型及煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,提出了大采高综采(放)液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法。基于大采高综放工作面顶煤冒放性与煤壁稳定性控制的矛盾,提出了增大液压支架的初撑力及优化液压支架架型结构等方法缓解2者之间的矛盾。通过开发厚煤层大采高综采(放)关键技术与装备,实现了厚煤层的安全、高效、高回采率开采。     

大倾角综放工作面巷道布置及支护技术实践

为了解决大倾角厚煤层综放开采的巷道布置及支护等关键技术问题,基于回采巷道布置及支护在大倾角厚煤层综放开采中的重要性,研究了大倾角综放开采工作面主要巷道的合理布置及支护方式,得出了工作面巷道布置方式及的锚网支护参数,并进行了现场施工实践.结果表明:回风巷沿煤层底板布置,运输巷沿煤层顶板布置,开切眼采用倾斜一圆弧一水平布置,这种布置方式较好地解决了大倾角厚煤层综放开采的巷道布置关键性技术问题.     

大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。     

新强煤矿急倾斜煤层综采工作面支架防倒防滑控制技术

分析了急倾斜煤层综采工作面液压支架的特点和受力情况。结合具体的工作面地质及生产技术条件,提出急倾斜煤层综采工作面液压支架配合调架梁、活动侧护板、防倒千斤顶等防倒防滑装置及措施,以保证工作面支架的稳定性。同时,对工作面实施下端头支架的连体控制,进一步保障了工作面支架的稳定,保证了整个工作面支架的整体稳定。     

综放开采顶煤破碎放煤工艺参数优化研究

提高顶煤回收率是综放开采技术的关键,而顶煤的破碎程度及破碎后的充分放出对顶煤回收率有着重要影响。因此,研究厚煤层综放开采顶煤在不同工艺参数下的破坏机理、破碎程度及放出规律,对于实现综放开采工作面的高产高效具有重要意义。以王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面为研究背景,通过理论计算与相似模拟实验相结合的方法,得出合理的放煤步距为0.865m,并在合理机采高度和放煤步距的基础上研究了不同放煤方式,得出一采一放为最合理的放煤工艺;最后,基于研究得出的放煤工艺参数对王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面放煤进行数值模拟,其顶煤回收率和含矸率分别为90.6%、7.2%,考虑到现场放煤控制难易程度及工作面生产效率,确定出合理的放煤方式为单轮间隔放煤。     

倾斜综放面支架防倒防滑技术研究

为研究大倾角综放面支架稳定控制措施,文章从支架稳定性影响因素分析入手,探究了支架倾角与立柱支撑力的失稳临界条件,并基于孟家窑矿11508工作面地质条件确定了支架稳定性控制措施。研究表明,ZF4600/17/32支架的临界煤层倾角为16°,所需残余支撑压力为223kN,将工作面调斜5°~8°或留设15m防倒圆弧煤柱能够有效降低煤层倾角带来的不利影响,支架间安装防倒千斤顶和柔性支护装置,能够有效增强支架带压能力,保障支架不出现失稳现象。11508工作面工程实践表明支架额定工作阻力能够充分发挥作用,月进尺量提升15%,能够满足工作面技术经济要求。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。     

急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律

急倾斜煤层综采工作面"支架-围岩"系统动态稳定性控制难度大,而顶板的行为状态会直接影响该系统稳定性,从而制约该类煤层高效机械化生产,故研究急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律十分必要.综合采用相似材料试验法、理论分析法,研究分析工作面覆岩破坏及矿压分布、演化规律.研究结果表明,急倾斜中厚煤层综采工作面上、下端头顶板...     

急倾斜煤层伪俯斜走向长壁工作面煤壁破坏机理

急倾斜煤层走向长壁工作面煤壁和底板容易发生破坏,严重影响工作面的正常推进。通过理论建模、底摩擦实验、数值计算等方法,研究了煤层顶板破断与冒落矸石滑动特征,揭示了不同煤层赋存和开采条件下煤壁破坏机理,并提出了防治煤壁破坏与底板滑移的具体措施。研究发现:急倾斜煤层走向长壁工作面顶板冒落的矸石会对采空区形成不同程度的充填,自下而上依次为“密实充填段”、“不均匀充填段”、“非充填段”3段,而工作面中上部区域由于充填不充分,动压现象明显,容易造成严重的煤壁片帮和底板滑移现象,支架的工况随之也会变差,成为整个工作面围岩稳定性最脆弱的区域,严重影响到工作面的安全高效生产,是采场围岩控制的重点区域;工作面底板稳定性显著影响煤壁的稳定性,实际生产中发现,在煤层赋存和开采条件不同时,煤壁破坏一般会呈现出“塑性-流动”、“挤出-滑移”、“剪切-滑移”3种破坏模式;工作面采用伪俯斜布置不仅可以显著提高煤壁和底板的稳定性,也可以有效阻止液压支架倾倒和下滑,还可以避免工作面飞矸发生,配合整体推刮板输送机和“柔性加固煤壁”等技术可以实现急倾斜煤层走向长壁工作面安全高效开采,有效解决急倾斜煤层机械化开采所面临的一系列岩层控制难题。     

活鸡兔井1^-2煤复合区采煤方法论证

适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键。为满足活鸡兔井1^-2煤复合区的开采需求,结合采煤方法的选择原则,选择综采放顶煤采煤法对复合区煤层进行开采。从复合区煤层的倾角、厚度、围岩性质及地质构造和含水性等多方面因素分析该煤层选择综放开采的原因及必要性,并对管理水平以及员工综合素质、综放开采冒放性(自动垮落性)等有利因素进行论述。后续的工作面回采实践结果表明,综采放顶煤采煤方法采放比适中,开采有序,安全性强,为其他类似煤层的开采提供了一定借鉴。     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

急倾斜中厚煤层综采设备安装工艺的实践

急倾斜中厚煤层综采工作面安装,在前期准备、采面设备运输、顶板控制、液压支架防倒防滑方面都是个难题。通过采取针对性解决方法,新铁煤矿五采区综采一队在50右六片成功安装了综采配套设备,为其它急倾斜中厚煤层综采设备安装提供了借鉴经验。     

王家山煤矿急倾斜煤层综放设备选型及回采工艺

为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏变形特征,结合工作面设备防倒防滑需要,初步确定"三机"选型。通过现场实践,确定了ZF4800/16/30型2柱支撑掩护式支架为主体的"三机"配套,总结出了由上向下割煤、由下向上推刮板输送机并移架、由下向上放顶煤的回采工艺。     

塔山矿特厚煤层综放开采的实践及展望

塔山矿特厚煤层综放开采实践已完成5个工作面,通过在实践中不断摸索,基本解决了松软破碎大断面煤层巷道支护、端面破碎顶煤控制、工作面压架防治、支架适应性等几大难题.开采实践表明,塔山矿在特厚煤层采用综放开采技术是成功的.对塔山矿特厚煤层综放开采的未来发展进行了展望.     

急倾斜俯伪斜长壁综采机械化研究

急倾斜煤层开采条件恶劣,国内外没有长壁综采成功的先例,通过采用俯伪斜综合机械化开采工艺,减小了工作面实际倾角,克服了传统采煤方式落煤飞矸窜入液压支架伤人的现象,采煤机、刮板输送机、液压支架配套中,建立稳定一致的梁端距以及通畅的行人通道是基本的要求,为此创新研发了菱形液压支架,导向输送机为采煤机提供割煤过程依托,论述了菱形液压支架及其与特型采煤机、输送机的配套关键问题,液压支架的调整能力是保证采煤推进过程中设备不下滑的基础。通过工程实际应用,急倾斜俯伪斜长壁综合机械化开采效果显著,是急倾斜煤层开采方式的重大突破,设备之间协调运转,顶底板维护良好,对复杂难采煤层综采技术具有重大的推动意义。     

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度综合确定方法

为解决特厚煤层综放开采大煤柱尺寸下煤炭资源损失量大、沿空掘巷小煤柱合理宽度确定方法单一、研究结果与工程实际存在较大差距的问题,本文以扎赉诺尔矿区灵东煤矿为工程背景,提出了基于JW-6型地下高频电磁波CT系统、钻孔应力监测系统、数值模拟等多手段下特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的综合确定方法,并依据此方法分析了灵东煤矿特厚煤层综放开采侧向支承压力分布规律及演化规律、煤柱承载及变形特征,以此确定了灵东煤矿特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6.0～9.0m。工程实践结果表明,该综合分析方法确定的特厚煤层综放开采小煤柱宽度合理,回采期间巷道围岩变形量绝大部分控制在300mm以内,变形量小,满足工作面安全生产需要,提高了煤炭资源回收率。该研究成果对特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的确定具有重要参考意义。     

急倾斜煤层液压支架设计研究

针对攀枝花煤业(集团)有限公司太平矿急倾斜煤层机械化水平为零的现状,需要研究一套适应急倾斜伪斜走向长壁综采工作面液压支架。根据太平煤矿11#煤层地质条件,提出急倾斜煤层液压支架的设计要求,确定液压支架的支护强度,进而求出液压支架的工作阻力。研制了ZJY2400/07/17型掩护式急倾斜液压支架,该支架具有可靠的防倒、防滑及调架功能,强抗偏载、抗扭性,配备电液控制系统。通过液压支架的型式试验证明,该支架设计合理,可尽快投入到煤矿井下生产。     

庞庞塔矿大倾角松软厚煤层综采工作面支架稳定性控制技术

针对庞庞塔矿9-801大倾角松软厚煤层综放工作面支架下滑与倾倒的问题,对大倾角煤层工作面综放开采的影响因素和支架稳定性进行分析,得到煤层倾角大于31°时超过支架极限倾倒角,支架易发生倾倒;煤层倾角大于19°时超过支架下滑极限倾角,支架易发生下滑。结合该矿实际生产条件,提出了工作面弯曲布置、伪斜布置和支架防倒防滑措施,为9-801工作面安全高效生产提供了技术保障。     

大倾角特厚煤层综放工作面回撤优化与实践

为了实现下沟煤矿ZF202大倾角特厚煤层综放工作面安全高效快速回撤,陕西泰盛能源工程有限公司借鉴以往大倾角工作面回撤工艺,改进优化了工作面支架回撤方案。通过加强施工过程安全管理,科学合理组织劳动力,强化施工准备期作业工序,攻克了回撤过程中煤层倾角大、顶板管理困难、支架倾斜、一通三防等诸多难关。实践表明,该方案提高了回撤工效及作业过程的安全系数,创造了下沟煤矿大倾角工作面设备回撤的最短工期记录,为类似条件下综放工作面回撤积累了宝贵的经验。