长壁综采工作面无人自主开采发展路径与挑战

智能化无人开采是实现煤矿安全高效开采的技术途径。根据无人控制系统发展的一般规律,分析了综采工作面控制系统发展历程包括远程遥控、自动控制和自主控制3个阶段。综采工作面自主控制需要解决综采工作面环境实时感知、综采“三机”协同控制、高精度煤层地理信息系统、开采工艺智能决策与无人综采工作面评估试验方法5个方面的问题。总结了综采工作面控制系统的3个目标任务：可靠割煤与装煤、保持工作面几何关系、围岩可靠支护;凝练了综采工作面控制系统的8项关键技术：液压支架电液控制技术、综采装备协同控制技术、工作面通信技术、工作面可视化技术、采煤机定位技术、采煤机自动调高技术、工作面自动调直技术、工作面围岩支护控制技术,并分析了综采工作面控制系统关键技术与其目标任务之间的逻辑关系。通过分析综采工作面控制系统关键技术的功能需求和综采工作面自主控制的研究问题,提出了综采工作面由自动控制迈向自主控制首要解决的问题,即工作面煤层地理信息系统精细化、采煤机截割规划策略、工作面围岩智能支护策略以及综采工作面控制系统适用性评估检验方法。     

常村煤矿复杂条件下综放开采实践

常村煤矿21072综采放顶煤工作面地质条件复杂,通过合理确定工作面的布置,克服了影响工作面生产的不利因素,实测分析了工作面的矿压显现规律,解决了工作面回采巷道的修护、过原工作面老巷、过老切眼、顶板局部流沙层、工作面瓦斯防治、煤层自然发火等一系列的技术难题,保证了工作面的安全生产。     

复杂条件下大型综放面生产实践中的问题与对策

针对较长综放工作面复杂的地质条件,合理确定了工作面的布置。分析了工作面的矿压显现规律,攻克了工作面回采巷道的修护、过原工作面老巷、过老切眼、顶板局部流沙层、工作面瓦斯防治、煤层自然发火等一系列的技术难题,保证了工作面的安全生产。     

综采工作面设计与顶板安全

由于综采工作面布置设计不合理,将会给工作面后期回采造成顶板安全管控困难。以石圪台煤矿3^-1煤层综采工作面布置设计为例,探讨综采工作面宽度与矿压显现关系,对比分析综采工作面过上覆集中煤柱、地表沟谷及空巷等特殊条件下工作面矿压显现规律,结合综采工作面的布置实例,在设计上合理选择工作面宽度,优化工作面布置方式,以减小工作面上覆集中煤柱、地表沟谷和工作面空巷等特殊地质条件对开采的影响。     

工作面长度对风流温度的影响研究

目前高温矿井热害工作面降温,主要采用空调制冷、冰水降温、加大通风等措施,没有考虑到工作面长度对工作面风流温度的影响。经对工作面的风流温度与长度的推导发现:工作面某一点处的温度与该处距离工作面入口处的长度成正比,对于高温热害工作面,减小工作面的长度可以降低风流的温度,减小热害。     

综采工作面采空区水治理技术研究与应用

论述了陈四楼矿21503综采工作面受地质构造影响设计为里、外两段,工作面里段在回采过程中,由于受到回采扰动影响,顶、底板裂隙水从工作面55#~81#支架后的老塘流出,出水量约20m3/h。工作面里段轨道顺槽低于皮带巷,工作面外段轨道顺槽整体高于皮带巷,工作面里段的老塘水经里段轨道巷流出后流到工作面外段轨道巷。为防止里段老塘水在工作面外段推进过程中流经工作面,影响正常回采,采取在工作面里段轨道顺槽堵水、引水,在工作面外段埋设管路导水的方法,将工作面里段老塘水引流到工作面外段皮带顺槽流出,实现了工作面的正常回采。     

薄煤层对拉工作面开采的工作面长度研究

薄煤层高产高效开采渐显重要。对拉工作面可在一定程度上提升工作面生产能力。文章分析了制约工作面长度的诸多因素,并通过实例确定了对拉工作面上、下工作面长度的比例,为保证上、下工作面均衡发展提供了理论依据。     

综采工作面收尾技术研究与应用

陈四楼煤矿于1997年投产,随开采年限的增加矿井开采深度逐渐增加,综采工作面回采条件日益复杂,综采工作面布置受地质构造影响越来越大,致使小储量的综采工作面出现次数和综采工作面搬家次数逐渐增多,综采工作面收尾越发频繁。采取合适的综采工作面收尾方法,对提高综采工作面收尾速度、确保综采工作面收尾安全起到至关重要的作用,对确保综采工作面安全、高效回撤起到至关重要作用,对缓解矿井采掘接替紧张也起到一定作用。介绍了陈四楼煤矿2802综采工作面地质条件、主要生产系统及设备布置,通过对比、分析,总结和说明了综采工作面收尾上网上绳阶段及扩通道阶段采用的两种不同方法的优缺点,为今后综采工作面收尾方法的选取提供了理论和实践依据。     

采煤机滚筒参数对工作面温升影响的研究

针对采煤工作面的温度对工人健康、设备使用性能和煤炭生产安全的重要性,利用所建立的采煤机设计参数与工作面温升之间关系的数学模型,模拟分析了滚筒主要参数对工作面温升的影响.结果表明,滚筒的宽度和转速对工作面温升的影响较大,滚筒转速对工作面温度影响最大,滚筒宽度变化使工作面温升明显.所得结论为合理确定滚筒参数、进一步改进滚筒设计、降低工作面温升、改善采煤工作面的环境提供了理论基础.     

复杂条件下易燃煤层综放开采实践

针对工作面地质条件复杂,合理确定了工作面的布置,克服了工作面生产的影响因素——过原工作面老巷、过老切眼、顶板细砂岩、煤层自燃发火等一系列的技术难题,保证了工作面的安全生产。     

复合顶板下综采工作面大俯角开采技术实践

章村矿391809工作面为复合顶板下大俯角回采的综采工作面。该工作面开采100m后遇大角度俯采段,工作面最大俯角42°,平均35°,且工作面顶板为极不稳定的复合顶板,在回采过程中,易出现工作面"三机"倾倒,工作面推进速度慢引起煤壁片帮导致工作面冒顶。根据该工作面的实际地质情况,制定了支架防倾倒、保证采煤机装煤效果、保证工作面刮板运输机正常推移的措施,保证在工作面过大角度回采过程中正常推进。     

智能化采煤工作面分类、分级评价指标体系

针对我国智能化工作面尚没有统一标准,无法对煤矿智能化建设和发展水平进行科学合理定量评价问题,开展了智能化工作面分类、分级与评价指标体系研究,给出了智能化采煤工作面定义,建立了智能化工作面指标体系数学模型,提出了智能化工作面分类、分级评价指标体系与评价方法,开发了智能化采煤工作面分类、分级评价软件,结合具体案例,验证了评价方法与评价结果的科学合理性。首先对智能化采煤工作面、工作面智能集控中心、智能化开采模式等术语进行定义,提出智能化采煤工作面一般技术要求与系统配套条件,根据工作面煤层厚度、赋存条件、采煤方法和开采技术参数对智能化采煤工作面开采模式进行分类,将智能化采煤工作面分为薄煤层和中厚煤层智能化有人巡视无人操作、大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采和综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤3种模式。然后以煤层赋存条件为基本指标、开采技术参数为参考指标,建立智能化采煤工作面分类评价指标体系,将采煤工作面煤层开采条件分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类;将智能化采煤工作面系统细分为智能割煤、智能支护、智能运输、智能控制、网络通讯、智能视频、智能喷雾、智能供液、智能巡检、智能供电、工作面照明、工作面语音、通...     

综放工作面参数正交回归优化研究

综放工作面生产能力受到工作面长度、割煤速度、移架速度、放煤速度、班进刀数、回刀速度等各种参数的综合影响。在统计分析综放工作面系统和基础上建立各子系统模拟模型,运用正交优化设计与模拟回归技术,系统地研究了放工作面参数优化,获得综放工作面各参数对工作面生产能力的影响规律,即影响工作面产量的因素按重要程度排序为：原班进刀数、工作面长度、割煤速度、回刀速度、移架速度和放煤速度。     

西德煤矿工作面产量及效率情况综述

根据近期西德有关技术文献,就西德硬煤矿井工作面平均日产量及平均效率的增长情况综述如下:一、工作面平均日产量及效率的增长为便于分析比较,将工作面分成三个等级:最佳工作面(占工作面总数的10%)、最佳矿井工作面(占矿井总数的 20%)以及所有工作面.其最佳工作面及最佳矿井工作面的数量是按照各种不同的煤层厚度及其开采量所占比重来划分的.     

孟津煤矿11011综采工作面排水系统设计

介绍了孟津煤矿工作面情况,通过分析工作面顶、底板岩性、地质构造、水文地质条件,针对11011综采工作面水情及工作面预计涌出量,制定了相应的排水方案,并论述了工作面排水管路敷设标准。     

3-807综放工作面供电设备选型核验

工作面供电设备是工作面安全生产的重要保障。本文以经坊煤矿八采区3-807综放工作面为研究背景,对工作面供电设备选型设计核验。研究表明,工作面的变压器、低压电缆的负荷符合工作面的设备选型。     

不规则综采工作面快速回采技术

2721不规则工作面回采期间,工作面延长和缩面时,设备(含支架)需要频繁的对接、回撤,给工作面生产带来了很大影响,工作面无法保证高产高效。为降低工作面设备(含支架)对接、回撤频繁对生产造成的影响,通过从巷道设计、两端头管理、设备选型及工作面延长(缩面)工艺等方面,找出制约工作面生产的因素,以实现快速推进,达到工作面高产的目的。     

特厚煤层综放工作面合理参数确定

根据国内超长综放工作面开采现状,从工作面通风、瓦斯、自燃发火、顶板离层水及冲击地压等安全角度对某矿井超长综放工作面的可行性进行分析,在不改变工作面装备设备能力的前提下,对工作面参数进行优化,不仅增加了工作面可采储量,而且减少了复杂的联巷设置、准备工程量以及工作面安装、拆除次数。工作面优化后,多回收煤炭资源365.5万t,效益增加135689万元,产生了极为显著的经济效益。     

大倾角综采工作面支架稳定性分析及控制

针对石台矿3313大倾角综采工作面支架下滑、倾倒现象,通过理论分析研究了大倾角工作面支架稳定性影响因素,提出了工作面伪斜布置、合理选择支架参数、加强工作面顶底板管理、控制采高、提高工作面推进速度等控制措施,并应用于实践,有效控制了支架下滑、倾倒,保证了工作面安全快速生产。     

沿空留巷综采工作面均压技术与应用

榆家梁煤矿的浅埋深近距离煤层无煤柱孤岛综采工作面在回采过程中地表塌陷明显,工作面漏风严重,为了解决工作面氧气浓度偏低影响安全生产的问题,提出改变工作面的通风方式,应用均压技术将工作面全负压通风调整为正压通风。通过对工作面通风系统的设计、风机的选型,确定在52402工作面采用对旋轴流式通风机对工作面进行正压通风。在应用过程中,通过对工作面的风量、压力、气体浓度等技术参数的测定及52401、52403采空区的气体浓度、压力的观测,及时调整工作面进回风的压力和风量,使工作面的氧气浓度正常达到规定要求,确保了工作面安全回采。