MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组的研发与应用

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组是一种集装运和锚杆、锚索支护等功能于一体的巷道支护设备,可配套掘锚一体机或掘进机组成快速掘进系统,各设备分工协作,分段支护,实现巷道掘、支、运平行作业与连续运输,提高巷道掘进效率,缓解掘、锚失衡矛盾。     

快速掘进供电系统在大柳塔煤矿的应用

为了提高巷道掘进工作面掘进效率,提高单巷掘进进尺,实现掘、支、运平行作业,改变常规供电系统的设计方式,大柳塔煤矿采用了一套高效快速掘进供电系统。重点介绍了该供电系统与传统的采掘工作面供电设计的异同,阐述了各供电设备选择的依据,研究了设备间各工序实现机械化、自动化控制,探讨了快掘供电系统嵌入智能化生产系统。     

巷道掘支锚连续平行作业机理及其应用

为解决基于悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道快速掘进问题,介绍了基于悬臂式掘进机的掘支锚连续平行作业工艺,形成了掘进、支护、锚固连续平行作业的施工技术体系。采用现场试验的方法,对巷道掘进与锚固分离时,顶板离层和围岩锚固性能进行了测试研究。结果表明:在顶板预先施工4根锚杆,然后在临时支架后方补打其余锚杆锚索,不会出现明显离层;不同空顶距下锚杆锚索锚固性能可以满足掘进与锚固分离要求;确定采用临时支架可以满足掘支分离生产需求。开发了连续自移式快速掘进支护装置和掘支锚连续平行作业工艺,主要包括钻探、掘进割煤、临时支护、掘进工作面锚杆打设、后方锚杆锚索打设、转载运煤、除尘等工序。在潞安漳村煤矿西下山回风巷进行了现场试验,采用新型掘支锚连续平行作业后,月进尺达到745 m,支护效果良好,掘进效率提高65%以上。     

9m大跨度切眼分巷间隔一次成巷与支护技术研究

大采高综采工作面大跨度切眼一次成巷是实现开切眼安全、快速掘进及综采设备安全快速安装的重要技术。小纪汗煤矿11217工作面切眼巷道长330.8 m,设计宽度9 m,高度3.8 m,巷道跨度较大,使用连续采煤机配套设备进行掘进,采用分巷间隔一次成巷方法,平均每天掘进完成4个循环,28 d就使切眼巷道贯通,实现了大跨度巷道掘支平行作业、间隔连续快速掘进。     

单巷快速掘进技术在斜沟煤矿的应用

以矿井煤层赋存条件和综掘技术为研究对象,深入研究了3～5 m厚煤层悬臂掘进机、巷道支架、跨胶带锚杆钻车、永磁胶带机及自移机尾等当前国内掘支运前沿设备,完成了单巷快速掘进技术配套设备的一体化设计、关键技术参数并创新掘进工艺。从根源上解决了综掘掘与支互相制约、互相影响的问题,初步实现了掘支运的连续平行作业,是对综掘技术的一次变革,将掘进效率提高了1.5倍以上。应用结果表明,单巷快速掘进技术保障了掘支运配套装备的协同作业和连续掘进,从2019年底到2020年二季度初试验以来,已将单进水平由原先的322 m/月提高到现在的485 m/月,效果明显,成为矿井生产接替的重要技术支撑,开创了晋西北地区千万吨级矿井单巷快速掘进技术的先河。     

黄陵一号煤矿煤巷综掘快速掘进技术实践

黄陵一号煤矿通过不断技术升级,科学合理配套综掘设备,优化掘进工艺,提高掘进循环进度,调整支护参数,改变传统的掘进和支护工艺过程,实现掘支平行作业,提高了掘进机开机率和掘进效率,实现了煤巷综掘快速掘进的目的,取得了良好的经济效益和安全效益。为煤巷综掘实现快速掘进技术提供了有力的工程实例。     

MB670掘锚机智能化改造技术

针对万利一矿掘锚工作面掘进速度低、设备智能化程度低的问题，利用智能传感技术、定位定向技术、监测技术、远程控制技术等对MB670掘锚机进行改造，并建设智能集控中心，解决掘锚机整机工况参数监测、机身自主定位导航、工作面视频远程监控、人员安全预警、远程可视化控制、掘锚平行作业等技术问题。形成掘支运平行作业+远程集控的智能快速掘进模式，达到掘进工作面少人化的目的。     

掘锚机掘进配套运输系统研究

为了提高掘锚机掘进系统的掘进及矸石运输安全及效率,介绍了连续运输和间断运输两种出煤方式,在安全性、运输效率、人工成本和设备使用等方面对两种运输方式开展详细的对比分析,找出两种运输方案的优缺点和适用条件、范围。研究结果表明:与间断运输相比,连续运输安全隐患少、运输效率高、人工成本低、设备故障率小,适用于掘锚机快速掘进系统的配套运输系统。同时,掘锚机掘进配套运输系统的选择需要综合考虑工作面设备配套安装、设备搬家倒面时长及周期、瓦斯防治、企业现有设备配套、安全管理、生产组织等因素。     

托顶煤快速掘进临时支架的有限元分析

煤矿生产中放顶煤生产工艺在采煤工作面上下2个煤巷主要是沿煤层底板掘进,霍州煤电集团河津腾晖煤业有限责任公司在煤矿综掘工作面使用的掘进设备基础上,研制开发与其配套的托顶煤快速掘进临时支架支护技术及设备,即:托顶煤快速掘进临时支架;它的目的是扩大了顶板临时支护的面积,实现对掘进机截割新裸露顶板的及时支护,方便各种工艺平行作业,保护作业空间内人员及设备的安全,缩短永久支护的作业时间,提高掘进支护作业效率,加快掘进工作面的掘进速度;为了保证施工掘进工作面的工人安全,利用Solidworks软件对制造的托顶煤快速掘进临时支架进行了校核及分析,证明新研制的托顶煤快速掘进临时支架是安全和可靠性的。     

煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术

针对煤矿采掘机械化比例失调矛盾比较突出的现象,研究了煤巷快速掘进技术和模式。在分析掘进管理、设备研发、快速掘进类型等发展的基础上,探讨了掘进与支护以及工作机械与辅助机械的制约关系,研究了锚杆支护机具布置及自动化、掘进工作面部分支护、辅助作业机械化、动力控制联合设计等关键技术,阐述了掘进机位不横向调动、减少掘进工作面支护作业、物料运输连续化等快速掘进技术具备的基本特点;同时介绍了单功能掘进、自行式掘锚运、掘锚运一体化和掘进与辅助机械统筹模式发展趋势。神东第1套快速掘进后配套设备通过持续改进,月进尺由最初1 505 m到成功突破3 000 m的实践结果表明:从机械化掘进系统的角度设计、运行、管理快速掘进,其装备和工艺技术向掘支运辅一体化的方向发展是正确的。     

掘锚一体机在华阳二矿巷道掘进中的应用

与工作面回采相比,常规的悬臂式掘进机的掘进效率相对较低,容易造成矿井采掘接替紧张。为此,以华阳二矿81203工作面为工程背景,开展煤巷快速掘进装备及关键技术的研究。在对比分析我国常用的煤巷快速掘进作业设备配套机组的基础上,确定采用掘锚一体机进行快速掘进。现场应用表明,掘锚一体机实现了掘进、运输和支护的集成作业,提高了掘进速度,同时改善了作业环境,提高了安全性,保证了矿井的正常生产。     

十三臂掘锚一体机研发与设计

为了实现煤巷快速掘进,通过研发设计十三臂掘锚一体机,有效解决了掘支平行作业的问题,提高了掘进效率和单进水平,减轻了工人劳动强度,取得了良好的技术经济效果。     

煤矿快速掘进系统现状及发展趋势

针对当前煤矿采掘失衡比较突出的现象,对煤矿快速掘进技术的要求、成巷工艺、现状和发展趋势进行了研究,指出目前快速掘进中主要存在掘支不能平行作业、支护时间长、作业协调能力差、设备开机率低等问题,并详细介绍了不同地质条件下的快速掘进系统应用现状。探讨了煤矿快速掘进系统越来越综合化、智能化、集约化、个性化发展的趋势。     

机掘巷道掘锚支一体化技术的应用

掘进、支护、运输不能平行作业成为制约机掘巷道单进水平提升的瓶颈,翟镇煤矿自主研发连体自移超前支架与综掘机配套施工,实现掘进→无支护→临时超前支护→永久性支护的连掘连支衔接过渡,实现真正意义上掘锚支平行作业一体化。     

综掘巷道循环前移式临时支护系统研制

针对当前悬臂式掘进机掘进工作面掘、锚不能平行作业，临时支护、永久支护及各工序转换占用时间长、掘进机开机率低等问题，设计研制了一种循环前移式巷道门式支架机械手搬运临时支护系统。介绍了临时支护系统结构、工作原理及现场工业性试验情况。采用前掘后锚掘锚平行作业配套技术装备，使掘进巷道的时间和空间得到充分利用，并且减少了锚杆钻机和管线来回移动等工序，使循环作业时间大大缩短，掘进机开机率、掘进单进和工效大幅度提高。     

掘锚一体化高效掘进理论与技术

为提高巷道掘进效率,提出了掘锚一体化高效掘进的概念,指出高预应力锚固理论、空顶区顶板稳定控制理论、软岩流变理论、松动圈理论和锚杆支护动态信息设计方法等是掘锚一体机高效掘进的理论基础,进一步采用数值模拟和试验,发现了高效掘进围岩破坏变形规律和低比能耗高效截割的有关规律。针对综掘工艺平行作业率低的难题,攻克了高效掘进系统集成配套技术,创新研制掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车和柔性连续运输系统等装备,构建掘进、支护、运输、除尘等工序的同步作业线,掘支运平行作业时间由25%～35%增至50%～70%。攻克了掘锚一体化技术和全宽截割技术,研制了国产掘锚一体机,优化了截割功率、空顶距、接地比压,行走采用千伏级交流变频调速技术,解决了国外设备截割能力不足、适应性差等难题,研制了双驱动高速合流重型截割减速器,实现截割功率达340 kW,研制前探式临时支护,将临时支护空顶距由1 m减至0.4 m,研制宽型履带底盘,整机接地比压由0.28 MPa降至0.2 MPa;针对锚杆支护与转载运输平行作业的难题,攻克了空间多维度同步支护技术,研制了锚杆转载机和跨骑式锚杆钻车等设备,通过多组钻机实现多排多臂分段平行支护,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护,形成"前疏后密,快速推进"协同支护体系;攻克了多钎杆钻孔自动接续技术,钎杆由机械手自动续装、由钎杆仓存储,解决了锚索钻装不连续的技术难题;针对胶带长距离搭接的难题,研制出柔性连续运输系统,设计了位姿锁定的蛇形关节架体、偏置摆动式油气悬挂、具有减摩降阻机构的迈步式自移机尾、穿梭动力站等核心部件,实现小半径90°转弯和150 m往复搭接、连续转载;针对高效掘进粉尘防治的难题,提出了固液气三幕组合控尘方法,将粉尘控制在掘进工作面并形成粉尘池,防止粉尘扩散;研制了可随主机设备移动的除尘装置,实现除尘装置与掘进设备同步移动;攻克了小体积无龙骨自承式菱形滤袋过滤技术,研制了矿用全自动紧凑型袋式除尘器,总尘除尘率达99.7%;攻克了滤网表面超疏水改性、双面两级流线型气液分离等技术,研制了矿用机载湿式负压除尘器。应用表明,与原有掘进方法相比,掘锚一体化高效掘进技术在稳定围岩和中等稳定围岩条件下提高掘进速度1～2倍。     

范各庄煤矿快速掘进影响因素及对策

随着采煤技术的不断发展以及机械设备的不断升级改造,回采工作面的快速掘进效率也在不断提高,围绕开滦集团范各庄煤矿快速掘进实施过程中出现的问题,开展了制约效率提升的关键因素分析和对比.基于人-机-环理念,在引进掘-支-运配套装备、提高掘进工作面各中序平行作业效率、持续深入推进技术创新3个方面,提出了改进优化方案并经过现场实...     

巷道综掘技术与设备研究

介绍煤巷、煤-岩巷及岩巷的掘进技术和装备,分析各种掘进技术和掘进作业线的适用条件、优缺点。指出掘进工作面"掘进—支护—锚固—运输"集成于一体,也就是"掘—支—锚—运"平行作业是实现巷道高效、快速掘进的关键;是缓解采掘失衡矛盾,实现矿井安全、高效生产的有效技术途径。同时指出高效自动化、智能化是未来煤矿巷道掘进技术与装备的发展趋势。     

综掘巷道快速掘进工艺及钻锚运输车结构设计

针对掘进机开机率低、采掘比例失衡、综掘巷道超前支护效率与设备全智能化程度较低的现状,提出一种综掘巷道无反复支撑快速掘进新工艺,具有无反复支撑、多工序并行的特点。介绍了综掘巷道快速掘支锚协同作业系统的装备组成与工艺原理,论述了其中运输钻锚车的结构与力学模型,利用ANSYS软件进行有限元分析,分析了运输钻锚车托举梁在恶劣工况下的位移特性与应力分布特征。结果表明,该工艺可以实现掘进、支护协调并行作业,加快了煤矿巷道掘进整体进度,极大地提高了深部煤层开采作业效率。     

半煤岩巷综掘工作面安全高效快速掘进技术研究

针对半煤岩巷综掘工作面的地质情况,通过加强施工管理、人员组织、现场材料供应、实现平行作业、通风管理、设备保障、煤质管理等工作,实现了煤矿井下半煤岩巷综掘巷道的安全、高效、快速掘进。