大黄山矿大倾角特厚煤层开采方法及设备的选型研究

针对以新疆大黄山矿+735工作面煤层倾角过大引起的开采难题,在分析大倾角特厚煤层的开采技术特点的基础上,结合+735工作面实际地质生产条件,进行了设备选型及"三机"配套研究,并制定出相应的支架防倒防滑安全技术措施,提出了采用走向长壁斜切分层综放采煤法及相关配套的采煤工艺。现场实践表明,综放面设备配套选型满足+735工作面地质生产条件要求,选取走向长壁斜切分层综采放顶煤法及相应的采煤工艺满足开采技术的要求,实现了大黄山矿安全高产高效开采,为大倾角特厚煤层综放开采技术提供借鉴。     

论提高综放回采率的技术措施

提高综放回采率是综采放顶煤的关键课题.从放顶煤煤层赋存、开采设计和放煤工艺及设备选型等方面分析了综采放顶煤开采煤炭损失的原因, 并重点从综放开采设计、开采工艺、采区巷道布置、综放工作面设备等方面阐述了提高综放回采率的具体措施和实现途径.     

提高综放回采率的途径

提高综放回采率是综采放顶煤的关键课题。论文从放顶煤开采设计、放煤工艺及设备选型等方面分析了综采放顶煤开采煤炭损失的原因,并重点从综放开采工艺、综放工作面设备、采区巷道布置和生产管理等四方面详细阐述了提高综放回采率的具体措施和实现途径。     

年产6Mt自动化综放面设备配套与技术研究

“缓倾斜厚煤层高产高效综放开采成套装备与工艺研究”项目在兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿取得了月产400368t、日产20169t的成绩。为了使综采放顶煤工作面长度突破300m、年产量达到6Mt,他们又在原先科技攻关设备配套与工艺组织基础上,进行了工作面设备选型与配套技术的研究。     

急倾斜特厚煤层开采微型放顶煤支架适应性分析

通过对急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤开采矿山压力显现和岩层控制、顶煤冒放机理及设备配套的研究,提出了急倾斜特厚煤层水平分层开采放顶煤支架工作阻力确定公式,分析急倾斜特厚煤层微型放顶煤支架的适应性,并举例进行了说明。     

综采放顶煤开采技术及其展望

综采放顶煤技术成为当前我国厚煤层开采的主要方法。我国对综放开采技术的创造性贡献是顶煤冒放性的定量评价方法;综放面顶板结构与支架围岩关系;提高煤炭回收率的技术措施;新型系列综放支架及其配套设备。     

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。     

“三软”4.5m厚煤层综放设备配套及改进

介绍了1995年以来在“三软”4.5m厚煤层条件下综采放顶煤设备配套的经验,从适应“三软”现场生产条件出发分析了支架、工作面输送机等主要设备的主要优缺点,简述了设备改进及重新选型的方案,并总结了“三软”条件下综放设备配套的经验。     

特厚煤层综放开采设备选型研究

为确定北辛窑煤矿特厚煤层采煤方法及设备选型，本文首先对厚煤层的开采方法进行了对比分析，并结合煤层与顶底板的岩性特征，确定了采用综采放顶煤的开采方法。根据北辛窑煤矿8405工作面的实际开采情况，并结合相关理论计算了综放工作面滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架的相关参数，给出了具体的设备型号。最终通过现场开采效果证明：8405工作面设备选型合理，能够满足安全高效生产的需求，同时采出率也大幅提高。此研究为相类似的特厚煤层工作面开采设备的选型提供了一定的借鉴意义。     

高产高效的综采放顶煤开采技术

综采放顶煤开采是井工开采厚煤层的一种回采方法。在开采过程中,沿缓倾斜厚煤层的底板或急倾斜特厚煤层某一阶段的底部布置一个综采工作面,采煤机落煤装入前部输送机上,而上部煤体则在矿山压力和自重作用下在工作面后方垮落,并通过液压支架放煤口放到后部(或前部)输送机上,这种采煤方法叫作综采放顶煤开采,简称“综放”。见图1。     

砂墩子矿井4-煤采煤方法与设备选型设计研究

针对砂墩子矿井4-1号煤层赋存和开采技术条件,分析了分层开采、大采高综采和综放开采的适用性,总结了各采煤方法的优缺点,最终确定采用综放开采,同时分析了4-1号煤层的顶煤冒放性|并根据规范要求对综放工作面的液压支架、采煤机、刮板输送机等主要设备选型计算进行了设计研究。开采实践证明,综采放顶煤采煤法适用于砂墩子矿井4-1煤层条件,工作面选取的配套设备合理适宜,实现了“一井一面”的高产高效矿井生产模式,为三道岭矿区4-1煤开采提供了指导和借鉴意义。     

厚煤层综放开采技术的动压控制机理

鉴于冲击地压对深部厚煤层工作面安全高效生产具有严重的影响性,采用RFPA2D数值模拟软件研究综放工作面采场周围支承压力的分布规律,分析综放开采对于有冲击危险性厚煤层的动压控制机理。研究表明,对于具有冲击危险性的厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治的[1],在采用放顶煤开采方法时形成的"高位结构"改变了支承压力在煤层上的分布形态,支承压力的范围明显扩大,从而达到对采场周围动压显现的控制目的。     

浅埋双硬煤层综放面关键设备选型配套研究

新疆地区煤炭资源普遍存在埋藏较浅、煤层较厚、煤层与顶板较硬的特点,顶煤的冒放性较差,采放比设计及设备选型需综合考虑。文章主要探究浅埋双硬特厚煤层综放面的合理采放比设计以及关键装备选型配套方案,以榆树岭煤矿110501综放工作面为工程案例,首先进行工程类比,然后使用FLAC3D数值模拟软件对不同采高条件下采场塑性区及垂直应力分布规律进行研究,针对不同采高顶煤的冒放性及煤帮片帮破坏特征分析,优化设计综放面采放比;并结合榆树岭煤矿110501工作面具体参数,采用理论计算和三机配套原则进行一系列计算,选取合适的设备,为类似条件下双硬特厚煤层综放面采放比设计及关键装备选型配套方案提供参考。     

千米深井大倾角特厚煤层综放开采技术实践

为实现千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采,应用相似材料模拟、数值模拟和现场试验等手段,研究了影响千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采的工艺参数、顶板顶煤运移规律、矿山压力规律.通过试验得出二采一放、多轮间隔、由下而上的最佳放煤方式,同时掌握了大倾角特厚煤层放顶煤开采的工艺参数和矿压显现规律,实现了安全开采.     

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。     

硬煤超大采高智能化综放开采关键技术装备研究

为实现8~12m硬质特厚煤层安全高效开采,针对硬煤冒放性差的特点,采用小采放比开采模式,增加割煤高度,利用围岩扰动改善顶煤冒放性能,实施超大采高综放开采,研究了硬煤超大采高综放开采成套装备,得出了工作面总体设备配套参数,优化了工作面大梯度过渡技术及端头区多设备联合支护方案。针对顶煤冒落块度大问题,研究了大运量煤流运输系统,配套采用后部刮板输送机交叉侧卸技术,配置了煤流四级破碎体系,工作面采用高可靠性智能控制采煤机,创新研发了强扰动高效放煤机构及"记忆+远程干预"放煤系统,创建了具有主动感知、自动分析、系统协同性能的安全高效的智能综放工作面,为实现年产1.5Mt特厚煤层综放开采奠定了基础。     

综放开采冒落带特征探测研究

本文以鲍店煤矿1310综放工作面为研究对象,采用钻孔基点位移、钻探等综合方法,对中硬覆岩厚煤层综放开采冒落带特征进行了探测,获得了综放开采条件下冒落带发育特征,研究成果对于提高资源回收率及矿井安全生产具有重要意义.     

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.     

基于相似材料模拟特厚倾斜煤层煤柱应力演化规律研究

为研究特厚倾斜煤层开采时煤柱应力变化状态,结合抚顺矿区老虎台矿特厚煤层开采现状,针对83003综放面和73005综放面构建力学模型。采用相似材料模拟实验对煤柱应力进行监测,得到了应力演化规律,根据实验结果对现场布置合理的防治冲击地压措施。研究结果表明:煤层赋存越深,煤柱受采动影响的应力值越大,应力集中系数呈增长趋势,变化范围为1.09~3.12;73005综放面和83003综放面之间的煤柱应力明显高于模型边界煤柱应力;工作面之间的煤柱受开采影响次数越多,煤柱应力值越大;工作面推进时,上覆岩层的垮落使岩层中的应力充分释放,随着采空区逐渐压实,应力值有所回升。通过相似材料模拟研究,对工作面的开采进行指导,运用煤层注水、卸压钻孔和加强支护等措施对冲击地压进行防治,达到了理想的效果。     

易自燃特厚煤层综放工作面安全开采案例分析

易自燃特厚煤层的综放安全开采技术以煤层自然发火和工作面安全开采为技术难题,结合防灭火技术理论,参照相关学者现场运用实例,对朱仙庄、小康煤矿在特厚煤层自然发火与综放安全开采技术的研究进行了分析总结。合理采用多种煤层防灭火措施,对综放回采期间煤层的自然发火防治以及安全开采起到了决定性的作用,并且对当下有类似地质条件的煤层安全开采问题总结出了解决方法,具有可行性高、安全性能强、效益显著等特点。