我国煤矿综采技术应用现状与发展

简述了我国煤炭综采技术发展历程,在介绍当前我国有代表性的液压支架、采煤机、输送机等先进现代化综采设备的基础上,总结了我国在薄煤层、中厚煤层、充填开采以及复杂地质条件下的综采工艺和应用情况,分别从大采高一次采全高、分层开采和综放开采的角度分析了厚煤层综采技术,最后比较了我国综采技术与采煤发达国家的差距。     

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。     

7m大采高综采工作面开采关键技术研究

随着厚煤层综采技术与装备水平不断提高,大采高一次采全厚综采技术将成为厚煤层安全高效开采的重要途径。以神东矿区7m左右厚度煤层为研究背景,神东煤炭集团通过产学研联合攻关,成功研制了7m大采高综采液压支架、采煤机和三机等一系列配套设备;在7m大采高开采的过程中,不断创新总结并形成了7m大采高综采工作面开采成套关键技术,安全高效回采17个大采高工作面,生产原煤1.5亿t,提高了7m厚煤层的开采效率和回收率。     

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。     

大倾角煤层长壁综采支架典型应用实例及改进研究

通过分析我国大倾角煤层走向长壁综合机械化开采技术取得的发展,结合大倾角中厚煤层综采、大倾角特厚煤层长壁综放和大倾角厚煤层4.5 m大采高综采工程实践的典型实例,论述了大倾角煤层综采支架的使用效果与改进情况。归纳总结出了直接决定大倾角综采支架使用效果的亟待解决的重大问题,如支架过重、侧护板伸缩不灵、底调千斤顶现场无法更换以及不能带压移架等。建议以"工作阻力适中化、抗倒滑可靠化、架重轻型化"的理念主导大倾角液压支架的持续改进,最后对掣肘大倾角综采支架持续改进的相关深层次问题进行了梳理与思考,以协同促进大倾角综采支架向标准化发展。     

本期导读(总第77期)

<正>近十多年来,以长壁高效综采为代表的煤炭地下开采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三个方面:一是综采工作面生产能力大幅度提高,采区范围不断扩大,出现了“一矿一面”年产数百万吨煤炭的高产高效集约化生产模式;二是高效综采装备和开采工艺不断完善,推广使用范围不断扩大,中厚煤层开采、厚煤层一次采全高、特厚煤层放顶煤开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大成功;三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破,年生产能力已经达到1000万t,并实现了综采工作面生产过程自动化。大型综采矿井技术经济指标已经达到大型先进露天矿水平。在当前我国煤炭需求快速增长的形势下,高效综采将成为能源开发技术重要的竞争领域。《高效综采发展趋势与重大装备关键技术分析》通过对高效综采发展趋势和关键技术进行深入分析,剖析了国内外综采矿井案例,并结合国情探讨了我国高效综采关键技术的选择和研发思路。 安全是煤矿的永恒主题,矿井运输安全工作是煤矿安全工作的重点和难点,据资料记载,矿井运输事故在煤矿生产死亡事故中,历来仅次于顶板事故而居第二位,煤矿应用综合机械化采煤技术后,顶板事故呈锐减趋势,使矿井运输事故更显得突出,据《煤矿安全》报道,近年在一些国有重点煤矿企业,矿井运输死亡事故约占生产死亡事故的22%～66%。2003年和2004年国家煤矿安全监察局曾两次行文强调抓运输安全工作,因此,抓好矿井运输安全工作是做好煤矿安全工作的重要环节,已成为煤矿管理者的共识。     

深部卸压厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律研究

针对深部卸压开采后蹬空条件下厚煤层大采高综采工作面矿压难以控制的难题,根据丁集矿1282(3)工作面复杂的地质条件,通过对该工作面矿压显现特征及液压支架工作阻力现场观测研究,获得了深部卸压厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律,分析了厚煤层大采高综采液压支架的适应性,揭示了深部卸压厚煤层大采高综采工作面的顶板来压特征。     

综采机械化是建设高产高效矿井的根本途径

本文论述了铁法矿务局晓南矿通过改造矿井的运煤及主井提升系统，实现皮带化运输、调整矿井开拓系统、改革采煤方法、发展综采机械化、努力提高综采装备水平，应用日产７０００ｔ 综采成套设备和４．５ｍ 厚煤层一次采全高综采设备，使晓南矿在高产高效矿井建设上取得了显著成果。     

中厚煤层高产高效工作面液压支架的工艺研究

根据济宁二号矿井主采煤层3上煤层地质构造条件和矿井的发展现状,分析了在液压支架选型时应注意的工艺问题和技术参数,说明了适应该煤层工作面高产高效综采液压支架应具有的技术工艺和今后的发展方向,为中厚煤层的高产高效开采使用的液压支架提供了理论基础。     

综采成套技术与装备集成配套设计创新与实践

基于液压支架与围岩的耦合作用原理,分析了综采工作面围岩与液压支架的"能量积聚-耗散-释放-传递-响应"过程,通过对液压支架的内生能量与外生能量进行统一换算,可以得出基于能量原理的综采支架工作阻力计算方法。系统阐述了不同薄煤层开采方法的适用条件及薄煤层自动化集成配套关键技术与装备,分析了中厚煤层年产千万吨综采装备配套模式及关键技术,研究了厚煤层超大采高工作面综采装备关键技术及集成配套设计,论述了特厚煤层大采高综放开采技术的适用条件,分析了不同综放液压支架架型及配套方法,提出了大型矿区综采装备系列型谱及全生命周期管理系统。     

邢台矿区综合机械化采煤技术的发展

介绍了河北金牛能源股份公司综合机械化采煤技术的发展过程,经历了引进德国的TS160-13/32型两柱掩护式液压支架等成套综采设备;"4.5m厚煤层一次采全高国产成套综采设备及工艺研究"获得了成功;使用ZYF400-17/35型放顶煤液压支架进行了"较复杂地质条件下综采放顶煤工艺试验研究";根据不同的煤层赋存条件和技术管理状况不断提高综采机械化程度,优化综采机械化及配套设备的选型等阶段,并指出了机械化采煤今后的发展方向.     

急倾斜中厚煤层综采设备回撤工艺的实践

为了大力推进急倾斜煤层机械化高产高效矿井建设,在矿井生产组织中倾斜综采设备的安装与回撤工艺尤为重要。文章详细介绍了在急倾斜、中厚煤层中安全回撤综采液压支架及配套设备的方法。该方法简单实用,对急倾斜中厚煤层综采设备回撤工作具有较高的借鉴价值。     

6 m以上大采高液压支架稳定性分析与控制措施

随着对厚煤层、倾斜煤层的开采,液压支架的稳定性成为特厚倾斜煤层综采工作面开采的难点问题。ZY10000/28/62型大采高液压支架是针对宁煤集团羊场湾煤矿2#煤层设计的,以ZY10000/28/62为例,探寻了6 m以上大采高支架稳定性的影响因素,并分析了支架倾倒的原因,从而得出提高大采高支架稳定性的措施。对综采工作面液压支架的设计工作具有指导意义。     

煤矿高效辅助运输技术装备及“九五”科技攻关意见

煤矿高效辅助运输技术装备及“九五”科技攻关意见河北煤研所常吉（河北邢台０５４０００）１辅助运输机械化是建设高产高效高安全矿井的关键和重点１．１７０年代以来，我国煤矿综采和掘进机械化水平提高很快。到１９９３年国有重点煤矿的采煤机械化程度达到７１．１４％...     

开发山西煤田厚煤层机械化采煤方法的选择

对山西煤田的厚煤层机械化采煤方法的应用和选择做了技术经济分析，计算了吨煤费用、单位折算费用和ＤＣＦ收益率。通过综合评价得出以下结论：在煤层赋存稳定、开采技术条件好的条件下，煤层厚度小于大采高液压支架最大支撑高度时，采用厚煤层大采高采煤方法；煤层厚度为７．０～１２．０ｍ时，采用液压支架放顶煤方法，煤层厚度大于大采高液压支架最大支撑高度而小于７．０ｍ时，采用厚煤层倾斜分层综合机械化采煤方法；煤层厚度６．０～７．０ｍ时，这种方法的经济效益接近大采高及液压支架放顶煤采煤方法的相应指标。在煤层地质条件复杂条件下，采用厚煤层倾斜分层高档普通机械化采煤方法。厚煤层滑移支架放顶煤采煤方法应在中小型矿井继续试用。     

祁南煤矿714工作面液压支架的选型设计

以淮北祁南煤矿714工作面地质条件为依据,确定该工作面液压支架的架型。通过对支架支护强度、工作阻力和支架高度等参数进行分析和计算,得出该矿应当采用综合机械化长壁后退式大采高、一次采全高的开采方式,架型为ZY11000/28/63型掩护式液压支架。此架型可以充分发挥综采机械效率,提高煤炭产量,节约煤炭资源,减少煤与瓦斯突出等安全隐患,提高矿井开采技术水平。     

三软厚煤层综合机械化开采技术

介绍了三软厚煤层综合机械化开采技术,阐述了三软厚煤层开采工艺研究、顶板管理的重点及难点,通过综合机械化采煤工艺开采支架选型及其相关技术创新,大采高综采工作面取得了单产10万t的良好技术经济效果。     

提高大采高支架稳定性的技术措施

提高稳定性一直是大采高综采液压支架设计的关键点和难点。ZZ9900／29．5／50型液压支架在厚煤层开采中取得了良好的使用效果，本文介绍了该型支架在稳定性方面的设计思想。以及设计中为提高支架稳定性所采取的主要技术措施。     

论综放开采技术在我国发展的必然性

介绍了我国为开采难采厚煤层和实现厚煤层开采方法改革而发展起来的综采放顶煤技术；分析了综放技术在我国迅速发展的原因，提出了综放开采健康发展需要解决的高瓦斯矿井综采、煤的自燃、提高回采率、综合防尘、综放设备、集约化生产和基础理论研究等7个技术问题。     

关于倾斜厚煤层采煤方法的选择

倾斜厚煤层作为煤矿开采中常见煤矿分布形式,通过选择合适的开采方法,可以有效提高工作效率。对倾斜厚煤层进行开采作业时,煤炭开采方法的选择受煤层分布结构、煤层厚度、地质构造、倾角等的影响,施工方法相对简单,常用的倾斜厚煤层开采方法主要有普采、炮采和综采,随着机械化水平的提高,研究了新型采煤方法,包括俯伪斜走向长壁分段密集采煤法,柔性掩护支架采煤法和水平分段放顶煤采煤法,并对相关开采方式的特点进行分析,以期为煤炭企业提供借鉴。