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。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术

为控制大采高综采工作面煤壁片帮,通过理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理,在此研究基础上,根据淮南张集矿1215(3)大采高综采工作面具体条件,提出了俯斜开采、采用高阻力结构合理的液压支架、加快工作面推进速度、加固煤壁和及时带压移架等控制煤壁片帮技术,应用实践表明,控制煤壁片帮效果良好.     

小保当矿大采高综采面煤壁片帮机理及防控技术

为了解决小保当煤矿大采高综采面煤壁片帮问题,采用理论分析与数值模拟的方法,分析了小保当煤矿大采高综采面煤壁片帮机理及影响因素.结果表明:小保当煤矿煤壁片帮主要是由于开采过程中上覆岩层形成"悬壁梁"结构,梁前端位于煤壁处,煤壁承载增大,支承压力大而引起.通过煤壁片帮因素分析得出了控制综采面煤壁片帮的合理工艺参数,2~(-2)煤开采时工作面采高为6.5 m,支架支护强度为1.0~1.5 MPa,护帮板支护强度为1.0 MPa.提出了"控制采高、合理支架支护强度、使用护帮板"的煤壁片帮综合防控措施.     

大采高综采采场支架-围岩稳定控制机理研究

大采高综采技术是厚煤层安全高效高采出率开采的重要发展方向,随着采高向6.0～7.0 m发展,采场煤壁片帮、冒顶、压架、支架失稳发生率高,且控制困难,已成为制约该技术推广应用的瓶颈。针对上述难题及采场片帮、冒顶、压架和支架失稳间互馈联动性强的特征,以6.0 m左右大采高综采采场为研究对象,采用理论分析、数值模拟、物理模拟...     

厚煤层一次采全高支架围岩作用研究

支架围岩作用是影响煤矿大采高一次采全高技术效率的关键因素之一。文章以王庄煤矿8101大采高开采工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值计算和相似模拟等手段,系统研究了支架-围岩的相互作用机理。得到了厚煤层一次采全高支架与围岩作用关系,确定了能够满足安全高效生产的所需的支架的工作阻力的计算方法;分析了煤壁片帮特征及片帮机理,大采高工作面煤壁破坏方式以拉裂式片帮为主,提出了对应的煤壁注浆加固技术。相关研究成果在指导现场实践过程中,托住了破碎直接顶,控制住了煤壁破坏,保证了工作面安全快速推进,取得了很好的效果。     

神东矿区7m大采高综采关键技术研究

针对6.3m以上采高综采工作面回采过程中遇到的矿压显现强烈、设备选型不合理等问题,以神东矿区浅埋煤层7 m大采高综采工作面为研究对象,分析其主要难题为支架稳定性差、煤壁容易出现大面积片帮、工作面两端头煤炭损失严重、工作面末采贯通难度大。通过开采实践得出大采高综采工作面关键回采技术,主要为工作面巷道布置及开采技术、设备配套关键技术、顶板岩层控制技术、快速贯通技术、防止煤壁片帮技术、两端头采用垂直过渡技术。通过关键技术的实施,保证了神东矿区浅埋煤层7m大采高综采工作面安全高效回采。     

大采高综采智能化工作面开采关键技术研究

大采高综采智能化工作面开采是采用综采智能化成套装备一次开采全厚达3.5~8.8m厚煤层的开采技术,其具有生产过程复杂、设备种类众多、矿压显现剧烈等特点。研究指出,矿压显现特征是围岩破坏强度明显增大、支承压力与峰值明显增大和煤壁极易发生片帮冒顶等,分析了其存在的问题并提出解决思路;提出大采高综采智能开采系统是一个复杂的系统工程,其关键控制技术是工作面总控制网络技术、围岩支架耦合控制技术、高清可视化技术、快速移架控制技术和设备三维虚拟现实技术。现场工程实践的应用是对大采高综采智能化工作面开采的一次有益探索。     

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。     

大采高综采工作面矿压显现规律研究

针对大采高工作面矿压显现剧烈、煤壁片帮严重等技术难题,以鸡西矿业集团杏花煤矿东采区30#煤层大采高综采工作面为例,采用现场实测与理论力学分析相结合的研究方法,对采场顶板岩层的运动规律、采场矿山压力显现规律和工作面支架—围岩相互关系进行了较为深入的研究,为保证大采高综采工作面的安全、高效生产提供技术支撑。     

我国大采高综采技术及围岩控制研究现状

在分析大采高综采技术特点的基础上,指出大采高综采是我国厚煤层实现自动化、信息化、智能化开采的首选采煤方法。分析了国内外大采高综采的发展历程及现状,认为我国少数矿区大采高综采单产水平、工效已经达到世界领先水平,受煤层松软、倾角大、采深大、地质构造发育等复杂地质条件及装备制造水平低的影响,我国大采高综采技术整体水平与国际领先水平相比仍有很大差距。总结了"砌体梁"、"组合悬壁梁-铰接岩梁"、"煤壁压杆模型"等围岩控制理论与技术研究成果,总结得到了我国大采高综采技术的发展特征,采高不断加大,最大采高8.5 m,工作面宽度不断加大,最宽达420 m,松软、大倾角、浅埋、高瓦斯等不同煤层赋存条件下大采高综采工作面已实现安全高效开采。提出了大采高综采技术未来发展方向与需要解决的问题,认为综采压架事故呈上升趋势,在支架围岩关系及合理支架工作阻力确定方法、煤壁片帮机理及控制措施,矿压和微震综合预警等方面仍需开展精细化研究。     

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。     

大采高综放开采技术标准体系研究

针对目前我国特厚煤层大采高综放开采技术研究尚缺少相关技术标准及技术标准体系的问题,对此相关技术标准进行了研究。按照GB/T 13016—2009《标准体系表编制原则和要求》,建立了大采高综放开采技术标准体系,确定了大采高综放开采技术标准体系的结构与框架形式,列出了技术标准体系表与明细表,提出了急需研究制定的大采高综放开采工作面设计规范、生产管理规范等62项标准,以提高我国厚煤层开采技术与装备的标准化水平。     

高低联架大采高综采工作面矿压显现规律及支架适应性研究

随着我国煤炭工业的不断发展,大采高综采技术得到越来越广泛的应用。当工作面煤层厚度变化较大(但仍在3.5～6.0m之间)时采用大采高综采技术,若采高取大值,则煤炭含矸率大,煤质难以保证;若采高取小值,则回采率降低,资源浪费多,采空区易发火。神东公司补连塔矿31401综采工作面使用高低两种液压支架联合支护的办法解决了这一矛盾。文章对该工作面矿压显现规律及支架适应性进行了初步研究。     

特厚煤层大采高综放开采工作面的安全保障技术

通过对特厚煤层大采高综放面瓦斯分布、涌出规律及"三带"的研究,提出大采高综放面瓦斯等灾害治理新技术,为大采高综放面开采提供安全保障,改善作业环境,为实现大采高综放面安全、高产、高效提供技术支撑。     

我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势

介绍了国内外大采高综采技术装备现状，分析了我国综采工作面主要装备与国外存在的差距，指出了我国大采高综采技术与装备的发展趋势。     

高瓦斯综放工作面均衡开采技术的模拟

高瓦斯综放工作面的均衡开采技术,主要是通过控制采煤机的割煤速度来保证工作面瓦斯不超限,同时使得工作量产量满足要求。结合阳泉矿区某矿9804综放工作面的开采技术条件,均衡开采技术进行了CFD模拟研究,结果表明:9804综放工作面采煤机的均衡割煤速度1.8m/min,与理论计算结果1.7 m/min基本一致,验证了均衡开采理论模型的合理性、可靠性。     

纳林庙二号井浅埋煤层条件下采煤方法改造

为了对纳林庙二号井原房柱式开采方法进行技术改造,分析了该矿6-2煤层浅埋深条件下需采用的合理采煤方法,探讨了综采放顶开采及大采高综采在此条件下的适应性,确定了大采高综采在技术上的合理性,进一步采用FLAC3D数值模拟软件分析了该浅埋深条件下大采高综采的矿压规律,并提出了相应的顶板控制技术措施,同时提出了适合该工作面的国产大采高设备配套方案。结果表明:纳林庙二号井6-2煤层在浅埋深条件下采用大采高综采是可以适用的,在对顶板采取措施的情况下,可以保证工作面顶板来压的安全性。     

含夹矸煤层综采工作面高效回采实践

为提高夹矸煤层综采工作面采出率,采用适应夹矸变化的割煤方式,依据不同夹矸层参数选择合理的作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。实践表明:利用顶板来压和底鼓作用,滚筒可直接切割煤层顶底夹矸;对于煤层中部夹矸,当普氏系数f≤4.5,厚度小于0.2 m时,可利用滚筒割落;厚度为0.2~0.5 m时,采用单排眼布置放松动炮处理夹矸,厚度为0.5~0.7 m时,采用双排眼布置放松动炮处理夹矸,1次震动炮满足2个割煤循环,实现了夹矸处理与割煤。     

我国综合机械化采煤技术装备发展现状与趋势

从中厚煤层综合机械化开采、薄煤层开采及短壁机械化开采等方面,详细阐述了我国综合机械化采煤技术装备的发展现状,介绍了关键技术与装备取得的新突破。分析了我国综合机械化开采装备与国外产品存在的差距,并从提高自动化程度和关键元部件可靠性等方面提出了综合机械化采煤技术的发展趋势。     

我国煤炭输送设备的发展历程与展望

纵观我国50余年煤矿输送设备的发展历程,我国的煤矿机械装备是随着采煤技术的发展而不断发展的,在我国煤炭事业由普采到综采发展的进程中,可以明显看到煤机装备对煤炭开采技术的影响力度。