8.8m 超大采高工作面盘区规划与设计要点研究

上湾煤矿1-2煤四盘区综采面设计采高8.8m,回采设备均为重型设备,当前在用巷道系统已无法满足综采面安装回撤的需求。8.8m超大采高综采工作面在巷道设计及掘进施工方面与普通大采高工作面也存在诸多不同,针对上述问题,结合采掘设备配套参数,上湾煤矿创新了1-2煤四盘区大巷布置形式,解决了超大断面煤巷两端头过渡及顶帮支护问题,保障我国首个8.8m超大采高综采面顺利安装投产。     

神东矿区8m以上超大采高综采工作面技术探讨

在结合上湾矿新开四盘区12401首采面地质条件的基础上,对超大采高综采工作面参数和产量进行了分析,计算了该工作面的支护强度要在1.6 MPa以上,护帮范围需要达到4.5 m以上,最后对8 m以上超大采高综采工作面主要综采设备的关键技术难点与可行性进行了分析,论证了8 m以上超大采高综采实现的可能。     

8.8m超大采高综采工作面设备安装干涉性分析

为了保证上湾煤矿12401超大采高综采工作面设备顺利入井及综采工作面安装后正常运行,通过结合巷道及设备尺寸进行动态干涉分析,保证最大尺寸的综采设备在巷道拐弯处等关键区域正常通过;将所有综采设备按实际尺寸布置在工作面中,进行平、剖面对比分析,保证综采工作面机头、机尾等特殊区域的通过性。在综采工作面投产前,对综采设备的运输、运行进行图纸预分析,有力保障了我国首个8. 8m超大采高综采工作面的顺利安装和投产。     

8.8m 超大采高综采工作面设备安装干涉性分析

为了保证上湾煤矿12401超大采高综采工作面设备顺利入井及综采工作面安装后正常运行,通过结合巷道及设备尺寸进行动态干涉分析,保证最大尺寸的综采设备在巷道拐弯处等关键区域正常通过|将所有综采设备按实际尺寸布置在工作面中,进行平、剖面对比分析,保证综采工作面机头、机尾等特殊区域的通过性。在综采工作面投产前,对综采设备的运输、运行进行图纸预分析,有力保障了我国首个8.8m超大采高综采工作面的顺利安装和投产。     

8.8m采高工作面切眼掘进与支护工艺研究

神华神东上湾煤矿12401工作面8.8m一次采全高综采工作面切眼断面尺寸为11.4m×6.3m。针对此超大断面巷道在特厚煤层中掘进施工难度大,支护困难的问题,上湾煤矿通过校核支护参数,增大支护强度,保证支护质量,参照辅切眼放线掘进,二次挖底成巷等措施,安全高效地完成此超大断面巷道的施工,为我国首个8.8m综采工作面的安装创造了良好条件。     

超大断面回风顺槽超前支架的研制

针对神东煤炭集团上湾煤矿8.8 m特大采高综采工作面开采地质条件和回风顺槽布置特点，研制了ZFDC81100/30.5/55D型大型迈步分体式超前支架组。应用结果表明：该支架满足特大采高工作面回风顺槽支护要求，解决了超高动压巷道顶板、煤帮的支护问题，为8.8 m特大采高工作面顺利推进提供了安全保障。     

神东煤炭集团首个薄煤层自动化工作面投入试生产

正近日,神东煤炭集团首个薄煤层自动化工作面——榆家梁煤矿43101工作面正式试生产。43101工作面位于榆家梁煤矿43煤北翼一盘区,属盘区首采面,工作面长350. 98m,推进长度1809. 4m,煤层厚度1. 0～1. 7m,平均厚度1. 47m,倾角1°～3°,工作面设计采高1. 3～1. 7m,平均1. 4m,可采储量1. 141Mt。据了解,43101综采工作面设备全部实现国产化,目前已调试运行,具备正常生产条件,预计10月底自动化相关配件到位后,将进行自动化配件安装调试,届时,通过采用     

8.5m大采高综采工作面煤壁稳定性的理论分析

大采高综采工作面片帮问题是影响高效安全开采的主要因素之一,为了研究大采高对煤壁稳定性的影响,基于上湾矿四盘区1-2煤层8.5 m大采高工作面围岩力学条件,采用压杆理论分析煤壁的挠度特征,得到煤壁容易发生片帮的位置在煤壁的中上部;并提出梯形滑块模型,在考虑摩擦力的前提下通过力学计算,得到护帮力不能小于0.251 MPa;针对8.5 m超大采高综采工作面,特别提出了采用支架增压增力复合护帮机构支护方式,护帮板长度分别为1 100、1 600、800 mm,总长度达3 500 mm,可以有效地减少工作面大块煤壁片帮现象。     

8.2m超大采高综采成套装备研制及应用

针对6~8m厚煤层大采高一次采全厚综采技术与装备难题,以金鸡滩煤矿2-2上煤层赋存条件为基础,通过建立超大采高工作面顶板岩层断裂的"悬臂梁+砌体梁"力学模型及煤壁片帮的"拉裂-滑移"力学模型,研究了超大采高工作面顶板岩层断裂结构及煤壁片帮力学机理,研制了8.2m超大采高综采成套装备,实现了金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面安全、高效、高回采率开采。研究结果表明,通过液压支架与围岩的耦合动力学模型可以确定顶板岩层对液压支架的冲击动载荷,煤壁的破坏深度与开采高度、矿山压力呈正相关性,与煤体强度呈负相关性。通过设计研发大缸径抗冲击双伸缩立柱、三级协动护帮装置等新结构,提高了超大采高液压支架对围岩的适应性。通过研制大运量变频控制刮板输送机及新结构,解决了超大采高工作面瞬间煤量大、煤量变化大、片帮煤易压死刮板输送机等问题。研制了8.2m超大采高综采成套装备,设计采用"大梯度+小台阶"过渡配套方式,解决了端头煤损失问题。金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面日产5.7万t,月产达到150万t以上,实现了安全、高效、高回采率开采。     

超大采高综采工作面煤壁片帮机理及多维防护措施研究

针对超大采高综采工作面煤壁稳定性差、易片帮的问题,以榆林地区超大采高综采实践为基础对超大采高综采矿压显现规律和煤壁片帮特征进行了分析,建立了煤壁稳定性"π"形力学模型,分析了煤壁稳定性的影响因素,并结合金鸡滩煤矿8 m超大采高综采提出了煤壁稳定性多维防控措施.研究结果表明:超大采高综采来压强度高、持续时间长,支架载荷与采高呈正相关;基于液压支架、顶板和煤壁"π"形力学模型提出了垂向、走向和倾向多个维度提高煤壁稳定性的针对性防护措施,即通过增强支架工作能力、增大护帮防护面积和护帮力、提升供液速度的多维防护措施.通过建立8 m超大采高液压支架四连杆机构模型,完成了ZY21000/38/82D型超大采高强力液压支架骨架关键参数优化设计,实现了8 m超大采高工作面煤壁稳定可控,安全性大幅提高,在金鸡滩煤矿108工作面进行了工业性实验,工作面达到了日产6.16万t、月产153万t的生产水平.     

8.8 m超大采高综采面回采巷道合理支护参数研究

神东煤炭集团上湾煤矿12401综采工作面为全国首个8.8 m超大采高综采工作面,为满足采掘、运输和通风需求,该工作面回采巷道需要相对较大的设计尺寸。为确保该综采工作面安全回采试验,采用工程类比、理论计算、数值模拟和现场监测等综合研究手段,确定了超大采高综采工作面回采巷道支护方式为"锚网索带"联合支护,并确定了关键支护参数。通过数值模拟和现场实测,结果表明围岩变形量均小于10 mm,支护效果良好,验证了回采巷道支护参数的合理性。     

特厚煤层综放工作面小煤柱开采设备改造及生产工艺

煤矿回采工作面停采线位置涉及到盘区预留煤柱大小的问题,是每一个生产矿井都必须面临选择的问题。特厚煤层综采放顶煤工作面选择预留小煤柱开采有其显著优势,回采煤量多,回收率高,经济效益好。为了实现特厚煤层综采放顶煤工作面小煤柱开采,必须有相适应的配套设备及其生产工艺。以塔山煤矿8110工作面停采线150 m减少到80 m开采实践为例,介绍特厚煤层综放工作面小煤柱停采设备改造及生产工艺的技术内容、设计参数、观测数据和实施效果。总结设计思路、实施经验和研究成果。     

三道沟煤矿85201大采高工作面设备选型研究

神东煤炭集团三道沟煤矿井田构造简单,含煤地层为侏罗系中统延安组。其中,八盘区大采高工作面主采煤层厚度平均6.7m,最大采高达到7.1米,倾角一般1°~3°,开采条件十分优越。本着提高资源回采率,降低投入成本的原则,采用大采高一次采全高的采煤工艺来开采5-2煤层。通过地质条件分析和类似矿井大采高现场工业实践,合理确定了三道沟煤矿85201工作面综采配套设备。     

8.8 m超大采高综采工作面初次强制放顶技术

神东公司上湾煤矿12401综采工作面为全世界首个8.8 m超大采高工作面,初采前在工作面切眼范围采取超前深孔预裂爆破的强制放顶措施管理顶板,强制放顶工作主要包括:地面装药、运输、钻孔装药、爆破4个环节,上湾煤矿针对性地制定了相应的安全技术措施,有效地保证了工作面的顺利投产。     

超大采高综采工作面捕尘网优化设计

针对现有喷雾降尘系统的有效作用距离已不能实现超大采高综采工作面纵向截面的全覆盖,从而导致采煤机所在的工作面底部区域位置跑尘、漏尘严重,并致使回风顺槽残余粉尘量增加的问题,通过对回风顺槽捕尘网进行喷雾数量加密、采用风水混合负压喷雾、改进行走机构,并使用水雾除尘器辅助增强降尘能力,在上湾矿8.8 m超大采高综采工作面回风顺槽显著提高了降尘效果,对超大采高综采工作面的粉尘防治具有较好的借鉴意义。     

上湾煤矿8.8 m综采工作面煤壁稳定性分析

随着大采高开采技术、综采设备研发制造水平的不断提高,综采工作面开采高度不断突破,向8 m及以上超大采高发展。大采高开采技术实现了采煤工作面高产高效,提高了煤炭回采率,但是随着开采高度的不断增加,煤壁片帮问题愈发凸显,大采高综采工作面煤壁稳定性已严重制约煤矿安全高效生产。针对上湾煤矿8.8 m工作面开采后的煤壁片帮情况,采用煤壁稳定性分析软件及FLAC^3D软件对影响工作面煤壁稳定性因素进行类比分析、理论分析及数值模拟分析,得出该工作面煤壁较为稳定,但仍需在合理选择支架支护强度的前提下,尽量保证液压支架护帮范围达到5 m,以适应8.8 m超大采高工作面的护壁要求。     

新形势下超大采高综采工作面安全管控模式的探讨

随着我国大采高综采开采技术水平的不断提高,超大采高工作面相继出现,但随着采高的不断增加,带来工作面矿压显现加剧、工作面片帮严重、粉尘浓度超标、人员更换设备零部件难度加大等突出问题。以补连塔煤矿12513工作面为工程背景,在分析超大采高工作面实际条件和管控难点基础上,研究出了新形势下“人-机-环-管”安全管控模式。通过实践运用,补连塔煤矿12513工作面设备平均开机率94. 4%,回采率97. 2%,总产量达885. 96万t,实现了12513超大采高综采工作面安全回采的目标。     

刘庄煤矿超大断面回采巷道支护优化设计

以刘庄煤矿171301工作面回采巷道地质条件为工程背景,分析了大采高工作面回采巷道支护的特点和要求,对超大断面回采巷道断面形状、支护参数、超前加强支护形式进行了优化设计,现场实践表明:优化后的支护技术保证了综采面的安全生产,提高了工作效率,降低了生产成本,为大采高综采面快速推进创造了条件。     

8.8 m超大采高综采工作面支架选型应用及顶板管理研究

针对8.8 m超大采高综采工作面开采强度高、顶板活动剧烈、管理难度大的问题,基于上湾煤矿12402综采工作面的顶板管理技术,对工作面矿压规律进行预测、对工作面支架的选型以及现场顶板安全管理体系进行了阐述分析。结果表明,采用类比法预测工作面回采矿压参数和规律能够满足超大采高工作面应用所需;强制放顶、擦顶移架法、超前拉架法等常规工艺在8.8 m超大采高情况下仍然有效,施工中形成的顶板安全管理体系保障了超大采高工作面的安全高效生产。     

22202工作面提高回采率实践

神东天隆集团霍洛湾煤矿采的是近浅埋煤层,其22202工作面为二盘区第一个综采面,其与盘区辅运间存在的老窑巷道与运煤系统需跨辅运巷道,都极大影响回采率。通过对设备列车回撤路线改进与可伸缩胶带机改造的实践,工作面可推进长度增加15 m,出煤量2.3万t,实现回采率的提高,对保护煤炭资源有着重要意义。