超大采高智能化综采成套装备及系统集成

研发了工作阻力为20 MN的超大采高液压支架及电液控制系统,提出了智能化大功率采煤机系统的参数要求,研发了基于变频控制的智能刮板输送机系统,并利用智能化集成供液系统保证了超大采高工作面液压支架快速跟机移架,为单一工作面实现产量15 Mt/a奠定了基础。通过视频监控系统、三机语音通讯系统及高可靠性工作面高速网络平台,实现了以工作面顺槽监控中心为基础的综采设备智能化集成设计,推动了我国煤矿厚煤层智能化开采技术的发展。     

8.2m超大采高综采工作面回撤通道设计与实践

超大采高工作面回撤可能遇到停面方案难以确定、回撤通道垛式支架接顶困难、末采期间来压规律变化、大断面贯通支护难以有效保证等问题,为实现8.2m超大采高综采工作面设备的安全高效回撤,以金鸡滩煤矿8.2m超大采高综采工作面回撤通道设计影响关键因素研究为例,介绍了回撤通道设计主要情况,创新性地提出了使用恒阻大变形锚索,研究了回撤通道稳定性,结果表明可以实现安全快速回撤,为类似矿井提供了技术参考和指导。     

超大采高智能化综采成套技术与装备研发及适应性研究

针对晋陕蒙大型煤炭基地6~9m坚硬厚煤层赋存条件,研究了6~8m超大采高一次采全厚开采关键技术与装备,分析确定了液压支架对围岩控制的六个可控性因素,其中合理的支架初撑力与工作阻力应同时满足支架对顶板与煤壁的有效控制。通过研发Φ500~600mm大缸径抗冲击立柱、控制阀组及供液系统,保障了支架对顶板的支护能力及移架速度。优化设计了超大采高液压支架三级协动护帮装置,开发了Q890~Q1150液压支架用高强度易焊接结构钢,通过轻量化设计实现支架减重15%。研究了超大采高工作面端头大梯度直接过渡配套方式,有效提高了煤炭资源回采率。研究了基于工业以太网的环境及装备智能感知系统,实现了工作面设备间的智能联动与一键启停控制。通过对6~8m超大采高综采成套装备及技术研究与实践,提出了超大采高综采技术装备的适应条件及实施的技术经济性。     

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。     

6.2m采高工作面成套国产装备稳定性研究与应用

 综采工作面的“三机”(采煤机、刮板输送机及液压支架)配套及其系统的稳定性是成套综采设备的核心。羊场湾煤矿首个6.2m采高工作面煤层倾角大、走向起伏角大、顶板围岩破碎、工作面易片帮冒顶,赋存环境复杂。以此为工程背景,研究了该工作面成套国产设备的适应性及稳定性控制问题,并提出了针对性的控制措施。现场开采实践证明,现有的设备及技术措施有效控制了“三机”及系统的稳定,保证了工作面安全、顺利回采。该技术对宁东矿区其他大采高工作面设备系统的稳定性控制有一定的借鉴意义。     

8m超大采高综采面末采贯通技术研究

为实现超大采高综采面安全高效贯通,以补连塔煤矿12511工作面为工程背景对超大采高综采面贯通技术进行研究.分析可知综采贯通期间顶板来压、挂网时间过长、支护强度不足、工程质量差是影响贯通效率的主要原因,通过采用高强度聚酯纤维网缩短挂网时间、使用大阻力支架和大直径锚索提高支护强度、分析矿压显现规律以选择合理挂网时机和位置、...     

8.8m超大采高综采面机电安装成套设备研发和应用

为了适应超大采高综采面对管线安装高度、安装速度的要求,国家能源集团神东煤炭集团通过对超大采高工作面管线安装工艺、安装方式、安装速度的深入调研和分析,重新开发并应用了管道切割除锈刷漆一体机、管道自动焊接机、防爆管道吊运车、防爆预埋孔钻车、防爆升降平台车、防爆管道抓举车6种机电安装特种作业装备,详细介绍了6种装备的主要技术参数、结构组成与工作原理以及应用情况及效果。通过在国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿的实际应用表明,6种装备实现了超大采高工作面的管线的快速安装,保障了超大采高智能综采面的正常接续,取得了良好的应用效果。     

晋城地区8.2m大采高液压支架设计及应用

为解决厚煤层的一次开采难题,创新大采高技术,开发研制了8.2 m大采高液压支架,实现了厚煤层一次开采技术,降低了开采成本、提高了资源回收率和工作面生产能力,同时为我国煤炭行业摆脱长期以来对国外煤机装备的依赖创造了条件。     

大采高综采工作面成套技术

介绍了大采高综采工作面长度与推进度、两巷及切眼锚梁网巷道支护、片帮冒顶治理、液压支架防倒防滑、工作面质量保障及监控等成套技术。     

8.8m超大采高综采工作面顶板水害动态监测技术研究

针对上湾煤矿8.8 m超大采高综采工作面回采过程中顶板可能存在的水害隐患,采用视电阻率监测系统对工作面回采至石灰沟段顶板裂隙导通上覆含水层的情况进行了分段动态监测,结合地面水文观测孔及工作面涌水量对监测结果进行验证,并划分顶板水害预警级别。结果显示:在采空区内有明显的高阻异常发育,分析为煤层采空后顶板冒落导致上覆岩体裂隙增大所致。随着工作面的推进,在距离切眼1576～1766 m、1842～2260 m范围内存在低阻异常区,分析认为导水裂隙带导通了上覆含水层;通过查看井下采空区涌水和地面水文孔观测数据,验证了视电阻率监测结果。根据视电阻率监测情况对12401工作面顶板水害预警级别进行了评估,该工作面水害风险预警级别为二级预警,水害风险一般。     

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。     

8.8 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。     

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。     

8.8 m超大采高综采工作面围岩控制关键装置优化设计

根据上湾煤矿8.8 m超大采高工作面围岩稳定性控制要求,对顶板支护、煤壁片帮防治和漏矸导流等关键装置进行了优化设计。结果表明:通过采用φ600 mm大缸径立柱和分级泄液大流量安全阀相互配合,实现了对顶板控制和缸体安全的统一;优化设计的伸缩梁与三级护帮板非随行式机构降低了响应延时,减少了煤壁及顶板的空顶时间,降低了冒顶、片帮事故的发生概率;L形防漏矸装置有效杜绝了因移架和相邻支架缝隙过大造成的漏矸伤人风险。通过优化设计的围岩控制关键装置为8.8 m安全回采提供了可靠保障。     

8.8m超大采高综采工作面覆岩活动规律研究

为了掌握浅埋深8.8m以上特厚煤层一次采全高开采覆岩活动规律,以上湾煤矿8.8m超大采高综采工作面为研究对象。利用理论计算,相似模拟以及数值模拟等方法,通过顶板位移深基点观测、微震监测、矿压监测等多种手段,将远场覆岩活动与近场矿压显现相结合,对8.8m超大采高综采工作面采场覆岩运移规律和顶板结构形式进行研究。推演得出浅埋深8.8m超大采出空间下覆岩垮落的结构模型,揭示了工作面远场顶板断裂与垮落时空演化规律,分析了8.8m超大采高综采工作面矿压机理及支架与围岩的力学关系,为类似条件下特厚煤层综采工作面支架选型及安全高效开采提供理论及技术指导。     

8.8 m超大采高综采面矿压显现规律及围岩控制技术

针对8.8 m超大采高工作面在超大采出空间下矿压显现强烈、围岩控制难度大的问题,以上湾煤矿12401工作面为工程背景,基于现场实测手段对8.8 m超大采高开采矿压显现规律和围岩控制技术进行了全面研究。研究得出：8.8 m超大采高工作面矿压显现具有来压步距短、持续时间长、动载矿压强烈等特征,但工作面超前支承压力影响不显著。采用三维激光扫描手段对超大采高工作面煤壁片帮特征进行了分区域、全方位、高精度探测,并根据工作面支架立柱压力和护帮力对煤壁片帮的影响关系,确定了超大采高工作面煤壁片帮预警指标和阈值。在矿压规律研究的基础上,探索出了一套超大采高工作面顶板灾害综合预警与防治技术,保障了8.8 m超大采高工作面的安全回采。     

薄煤层智能成套综采装备应用

将薄煤层支架、破碎机、刮板输送机、转载机、采煤机、智能化系统等作为成套智能一体化综采装备,由单一厂家提供全周期的装备和服务。详细说明综采智能成套装备存在的问题、选型、应用情况等,对高产高效薄煤层智能工作面的科学选型以及实际应用具有借鉴意义。     

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。