综采面截煤产尘风流-粉尘运移规律研究

针对综采工作面截煤产尘量大的问题,利用Fluent软件模拟分析了综采面截煤产尘的风流-粉尘运移规律,重点研究了工作面不同位置粉尘横向及高度方向上的扩散规律,并与现场实测值进行了对比。研究结果表明:采煤机中心上风侧4 m到下风侧10 m的空间为"高浓度粉尘区";从采煤机中心下风侧20 m处开始,在呼吸带高度上出现了"粉尘沉降低浓度带";采煤机中心下风侧30 m之前,粉尘沉降明显,采煤机中心下风侧30 m之后,粉尘明显向顶板扩散;数值模拟结果与现场实测结果符合较好。     

长距离W型综采工作面风流-粉尘耦合运移规律

以王庄煤矿7105工作面为例,基于流体动力学原理,应用Fluent软件研究多工序、多尘源下的大采高综采工作面风流-粉尘耦合运移规律。结果表明,受采煤机设备阻碍作用的影响,风流在采煤机附近出现极大扰动,部分横向绕流促进了粉尘向整个巷道的运移扩散,割煤作业时,粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,不同高度下粉尘质量浓度峰值出现的位置及最高浓度略有不同。     

大采高综采工作面采高合理性研究及煤壁片帮防治

为了确定某矿大采高综采工作面的采高,对该矿井3#煤层进行采高设计,通过数值模拟分析得出,随着割煤高度的增大,煤壁最大水平位移逐渐增大。因此,考虑到该矿井的具体条件,确定其工作面开采高度为6.8 m,工程实践效果良好。由于大采高综采工作面煤壁片帮是不可避免的,针对该矿井煤壁稳定性的提高和改善,提出了几种防治煤壁片帮的措施和建议。     

超大采高综采工作面捕尘网优化设计

针对现有喷雾降尘系统的有效作用距离已不能实现超大采高综采工作面纵向截面的全覆盖,从而导致采煤机所在的工作面底部区域位置跑尘、漏尘严重,并致使回风顺槽残余粉尘量增加的问题,通过对回风顺槽捕尘网进行喷雾数量加密、采用风水混合负压喷雾、改进行走机构,并使用水雾除尘器辅助增强降尘能力,在上湾矿8.8 m超大采高综采工作面回风顺槽显著提高了降尘效果,对超大采高综采工作面的粉尘防治具有较好的借鉴意义。     

大采高综采工作面多尘源风流—粉尘分布规律研究

为了深入研究多尘源影响下大采高综采工作面风流—粉尘的分布规律,使用FLUENT软件对移架和截割2个主要产尘工序进行模拟,分析粉尘随风流的扩散规律。数值模拟结果表明：在多个尘源点的影响下,综采工作面粉尘的叠加效应十分明显;最低粉尘质量浓度为98.8 mg/m³,最高粉尘质量浓度超过1 000.0 mg/m³,最高粉尘质量浓度出现在采煤机前、后滚筒处。同时通过对比数值模拟和现场实测得出的粉尘质量浓度数据,发现两者之间整体误差不超过12.0%,表明数值模拟结果较为准确,可为综采工作面粉尘污染治理提供指导。     

深部矿井厚煤层超大采高综采技术研究展望

为探索深部矿井超大采高综采技术的可行性,基于浅部煤层大采高综采技术应用的成功经验,在分析我国大采高综采技术发展历程的基础上,阐述了超大采高综采技术特点,分析了深部矿井采用超大采高综采技术的可行性,认为超大采高综采具有生产效率高、资源采出率高、工艺流程简单等优点,分析了深部超大采高综采所需的关键技术及可能面临的问题,分析表明:深部矿压显现强烈、工作面巷道变形量较大、对设备可靠性要求较高是深部超大采高综采技术面临的主要问题,因此深入研究矿压显现规律、煤壁稳定性控制技术措施、提高设备可靠性是实现超大采高综采技术需解决的首要问题。     

深部大采高综采面矸石充填开采技术

针对邢东矿剩余煤炭资源的85%以上为村庄压煤难题,提出了在12212大采高综采面采用综合机械化矸石充填开采技术。选取"波依亭—汤姆逊体"作为矸石充填体流变模型,并计算其流变方程,进而得出采空区顶板最大下沉量为σ0/K1以及其与矸石充填体刚度成反比关系。运用数值模拟软件FLAC3D模拟计算邢东矿12212综采面采用垮落法和矸石充填处理采空区时顶板运动规律,模拟结果表明矸石充填大大降低了等效采高,在40m测点处顶板下沉量仅为25mm。此外,还对邢东矿12212综采面矸石充填采煤工艺进行了介绍,充填后地表下沉量仅有15mm。     

煤峪口矿孤岛综采面采动应力场与支架适应性分析

孤岛综采面受采空区残余支承应力影响,处于高应力环境,易产生剧烈矿压显现。文章采用数值模拟、理论分析、现场实测的方法,研究了单侧采空下、双侧采空下以及本工作面初期、中期、末期回采时的采动应力场分布特征,研究表明工作面开采中期受采动影响最为明显。基于此,校核了液压支架支护强度,并监测了支架受力情况,结果显示支架受力和采动应力场分布相互吻合。     

掘进工作面风流-粉尘耦合运移规律模拟研究

为研究掘进工作面粉尘污染问题,使用FLUENT软件对压入式通风情况下风流场和粉尘场进行数值模拟,并进行现场实测验证。分析得出掘进工作面压入式通风风流-粉尘耦合运移规律,随着距迎头距离的增大,风流场分布呈现“涡流-紊乱-平稳”状态,粉尘场分布呈现“高-中-低”浓度分布,为掘进工作面粉尘治理提供指导。     

大采高综采面粉尘分布规律及防治技术研究

为研究采煤作业时综采工作面各作业地点粉尘浓度分布规律,以红柳林煤矿25210综采工作面为研究对象,在25210综采工作面正常作业时,对采煤机下风侧、液压支架行人侧、主运输巷及回风巷等采煤区域各测点的全尘和呼尘浓度进行测试,研究采煤作业时各区域粉尘浓度占比以及呼尘占全尘比例,明确不同区域粉尘危害程度;基于现场粉尘浓度分布特征分析,提出针对不同区域粉尘的有效防治方法。结果表明：采煤机下风方向30 m范围内粉尘浓度仍超过200 mg/m³,液压支架行人侧作业点粉尘浓度大于90 mg/m³,远远高于国家标准;不同区域内呼尘占比差异较大,破碎机所在区域呼尘占比最高达95%。     

大采高综采工作面机载除尘器设计及应用研究

为了解决大采高综采工作面采煤机截煤时因采煤机机身阻挡向支架行人侧扩散的含尘气流污染人行区域的问题,通过Fluent数值模拟软件分析了大采高综采工作面粉尘运移分布规律,根据粉尘污染现状创新设计了采煤机机载除尘器。应用结果表明,该装置对采煤机侧向人行侧扩散的含尘气流有较好的净化效果,最大降尘效率达77.1%,对改善粉尘污染情况起到了较大作用,为大采高综采工作面粉尘防治提供现实依据。     

大采高综采工作面风流流动规律数值模拟分析

为了更好地掌握大采高综采工作面风流流动及分布规律,以便了解工作面粉尘运移状况,基于风流流动数学模型,根据神东补连塔煤矿22306大采高工作面实际情况,建立相应的物理模型,并采用FLUENT软件进行了模拟。     

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。     

综采工作面粉尘浓度分布模拟研究

采用Fluent软件对综采工作面粉尘浓度进行了数值模拟研究。结果显示:顺风割煤时,机道附近粉尘浓度的峰值位于采煤机下风向10 m左右,粉尘浓度从下风向40 m处开始趋于稳定,人行道附近粉尘浓度在下风向20 m左右粉尘浓度趋于稳定;逆风割煤时,机道附近粉尘浓度于采煤机下风向7 m处达到最高,人行道附近的粉尘浓度于下风向17 m处趋于稳定。在巷道横断面方向上,粉尘浓度的峰值区随着粉尘运移路程的增加而从煤壁向机道方向移动。     

超大采高综采智能开采技术研究与实践

基于陕蒙地区煤层埋藏浅、厚度大,采用传统放顶煤开采技术劳动强度大及回采率低等问题,通过综采智能配套设备及智能控制系统开采的应用来满足超大采高开采需求的技术手段,在兖矿能源有限公司金鸡滩煤矿12-2上104综采工作面进行实践应用。实践表明：工作面人数减少至7人,具备年产1000万t能力,达到了减员提效、保安全的目的。     

大采高综采面煤壁片帮研究

为有效预防大采高综采面煤壁片帮,保障大采高综采技术的安全、高效,本文综合分析了大采高综采技术,探讨了大采高综采面煤壁片帮形式,研究了煤壁片帮成因,并结合本人实际工作经验,提出了预防大采高综采面煤壁片帮的措施,以供同行参考。     

超大采高综采工作面回撤通道支护技术研究

为实现榆神矿区8.2 m超大采高工作面大型设备安全高效回撤,以金鸡滩煤矿12^-2108工作面回撤通道为工程背景,采用理论计算、数值模拟和现场矿压实测的方法,研究工作面末采阶段基本顶周期来压规律与顶板断裂位置,得出末采阶段基本顶周期来压步距19.3 m,工作面推进距主回撤通道7.9 m时受动压影响剧烈,在贯通前2 m处来压结束,运用停采等压技术证明工作面与回撤通道贯通时无须等压,同时确定基本顶下一次周期来压断裂位置位于主、辅回撤通道中间煤柱约4.8 m处,工作面最终实现了无来压贯通。基于采场矿压规律研究,回撤通道创新性地提出采用恒阻大变形锚索+钢带十字链接按A,B、C三个不同应力分区支护整体受力的新设计方法,通过现场实测应用得出：C区域的锚索伸长量大于B和A区域,越靠近工作面侧锚索下沉量越大,位于回撤通道中部（C区）靠近回采侧恒阻锚索最大延伸量达到180 mm,而垛式支架撤出后大断面巷道一侧邻空成悬臂梁,此时恒阻大变形锚索完全受力,回撤通道顶板整体向采空区倾斜的现象,证明支架撤出过程中恒阻锚索能够保持顶板临时稳定性,保证了顶板没有出现冒顶现象,底板、抹角、帮角基本没...     

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。