特厚硬煤超大采高综放小采放比开采技术与支架优化设计

为实现金鸡滩煤矿9~13 m特厚硬煤层的安全、高效和高回收率开采,采用理论分析和数值模拟等方法对不同割煤高度顶煤回收率和煤壁稳定性进行了分析,基于顶煤回收率、煤壁稳定性与割煤高度的对应关系提出了“以采为主,以放为辅”的超大采高小采放比技术。研制了ZFY21000/35.5/70D两柱掩护式强力超大采高放顶煤液压支架,基于抗冲击立柱、高效放煤机构等优化设计解决了超大采高综放易冲击、煤壁易片帮和硬煤易成拱的难题。超大采高小采放比综放开采是特厚硬煤提高回收率、实现高产高效的有效方式。     

兖矿集团综放开采技术的创新性发展与应用

系统总结了兖矿集团近30年来综采放顶煤开采技术与装备的发展历程,在国内引进试验的基础上,以国家"九五"、"十五"科研攻关为支撑,首次实现了综放开采年产6 Mt;通过液压支架架型、放煤理论及工艺等技术与装备的创新,实现了自动化放煤和综放开采技术的出口;针对复杂条件下厚及特厚煤层、坚硬煤层综放开采难题,通过"采放支运"成套技术研发,研究了大采高和超大采高综放开采液压支架与围岩耦合关系,设计了5.5 m四柱大采高综放和7 m两柱强力超大采高综放开采成套技术与装备,进一步提高了综放开采的适应性、开采效率和智能化水平。     

特厚坚硬煤层超大采高综放开采 合理采高研究与实践

以榆神府矿区金鸡滩煤矿一盘区东翼8～14m特厚坚硬煤层综放开采为背景,采用理论分析、工程类比、工业性生产试验方法,研究采高(机采高度)对采场围岩稳定性和顶煤冒放性影响关系,确定榆神府矿区特厚坚硬煤层综放工作面合理采高。通过理论分析,探讨了增大采高对综放开采资源采出率、矿压显现程度、顶煤冒放性、煤壁稳定性、配套设备结构和性能、采放协调等因素影响。通过工程类比,对比分析相邻矿井综放开采和本矿井西翼超大采高一次采全厚工作面围岩稳定性和顶煤冒放性特征,给出了榆神府矿区综放开采合理采高的判断依据,得出超大采高综放开采技术上可行,安全上可靠。现场工业性生产试验表明:采高控制在6.3～6.5m时,围岩稳定性好,开采效率最高;工作面中部来压强度大,煤壁局部片帮深度一般为0.1～0.5 m,最大深度小于0.8m;100m试验段整体回收率约为87%,放煤段顶煤回收率约83%;工作面中部顶煤冒落块度小、冒放性好;端头顶煤冒落块度大、冒放性差;周期来压期间顶煤冒放性优于非来压期间。研究结果可为相似条件特厚坚硬煤层综放开采提供借鉴。     

煤矿高效开采技术与装备的最新发展

介绍了国外煤炭高效开采技术与装备的发展概况,系统总结了近年来我国在智能化开采、超大采高、大采高和超大采高综放等方面取得的重大技术突破;介绍了实现0.6~1.3m薄煤层、中厚煤层智能化高效开采的技术途径及效果;剖析了6~8m,8~20m特厚煤层一次采全厚开采技术难题,介绍了超大采高综采及综放关键技术及装备。     

硬煤综放面矿压显现及其控制

本文以晋城古书院矿３＃煤的综放开采为工程背景，结合现场矿压观测和相似模拟研究成果，阐述硬煤条件下综放面的矿压显现规律及其控制问题。     

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。     

大采高综放开采适应性研究

通过数值模拟的方法对顶煤冒放性影响因素、煤壁稳定性影响因素进行综合分析,得到了顶煤拉伸破坏系数与煤壁拉伸破坏系数的多元线性回归方程,给出了大采高综放开采对煤层强度下限以及对煤层开采厚度上限的要求,并在平朔安家岭煤矿和潞安屯留煤矿进行了应用。应用结果表明,大采高综放开采有利于工作面实现安全均衡生产。     

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。     

大采高综放开采几个理论问题的研究

提出大采高综放开采的概念,对大采高综放开采主要基础理论问题如：大采高综放开采工作面参数的确定、煤壁片帮冒顶机理与防治、提高工作面煤炭采出率、大断面高煤帮巷道支护、围岩活动规律与特种综放支架研发进行了探讨,以期推动这一技术的发展.     

特厚软煤大采高综放工作面成套装备技术研究

针对特厚软煤赋存特征,以永陇矿区园子沟矿井为工程背景,确定了合理工作面参数、工艺及装备,优化设计了“整体顶梁带铰接前梁+伸缩梁+二级护帮”的四柱支撑掩护式强力放顶煤液压支架,有效改善了煤壁和端部顶煤的支护效果,通过支架支护质量综合监测保障系统提高了支护的系统的适应性。确定了采煤机、前后部刮板输送机技术参数,设计了智能喷雾降尘系统,实现了特厚软煤综放工作面的安全高效生产。     

大采高综放割煤高度合理确定及放煤工艺研究

为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理机采高度为4.0～4.3 m,合理放煤步距为一刀一放0.8 m,合理放煤方式为多轮间隔顺序多口放煤。     

综放工作面采放协调关系及智能装备研究

研究了综放工作面产能、时间协调关系并确定了相应的协调作业工作。在此基础上,通过获取实时煤量信息并传输至荷载监测平台,实现了采煤机速度及放煤口的联动控制;改进了精确控制放煤机构,提高了液压支架放煤机构可靠性和稳定性。研究成果对于推进综放工作面智能化生产、促进煤矿安全高效开采具有重要的实际意义。     

坚硬厚煤层综放工作面设备配套技术的研究

就坚硬厚煤层综放开采关键设备的选型、设备间工作关系等进行了论述。     

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。     

大采高综采面覆岩结构顶板垮落规律研究

煤层由于其倾斜角度大的特殊结构特征,回采过程中很容易对整体顶板产生严重影响,顶板岩性也随之降低.为加强大采高综采面回采过程顶板控制,以泉店煤矿二1煤层为基础,以相似材料模拟试验为依据,对综采工作面覆岩结构顶板垮落的规律进行探讨研究,对同类型煤层开采的支护形式选型有很好的借鉴意义.     

综采放顶煤采煤法

介绍了综采放顶煤的适用条件、基本类型、主要参数、工艺,以及提高综采放顶煤开采煤炭采出率的途径和措施。     

厚煤层大采高综放开采的放煤工艺参数研究

针对兴隆庄矿1308大采高综放工作面条件,通过理论分析、物理相似模拟和数值计算,分析了机采高度改变对煤岩冒放规律的影响,确定采用4 m的机采高度以及相应的放煤步距,同时得出了最佳放煤方式,为厚煤层大采高综放开采确定合理的放煤工艺参数提供了依据.     

大采高智能化综采技术探索与实践

以霍尔辛赫煤业3105大采高综采工作面为研究对象,对其智能化综采技术进行了探索和实践,对3105大采高智能化工作面的系统实现和关键技术进行了分析。实践应用结果表明：减员增效效果明显,为企业创造了较好的经济社会效益。     

引进3.3kV放顶煤综采设备的应用实践

引进3.3kV放顶煤综合机械化配套设备在铁煤集团首次成功应用,现对该套放顶煤综合机械化配套设备的情况及其经济效益予以介绍。     

特厚煤层大采高综放合理放煤步距研究

通过PFC2D数值模拟软件,模拟分析顶煤流动状态及损失情况,并根据顶煤回收率和含矸率的相对应关系,确定合理的放煤步距,研究发现,在顶煤厚度为14,16,18 m情况下,采高为4.5 m,合理放煤步距分别为1.6,1.6,3.2 m,顶煤回收率分别达到85.2%、83.6%、83.4%,含矸率也在允许范围内,随着顶煤厚度的增加,放煤步距应合理增大,以提高顶煤回收率。