煤矿工作面支护与液压支架技术的发展

针对煤矿长壁综采工作面支护和开采技术难题,笔者与其合作团队持续进行了30年研究和实践,建立了工作面支护与液压支架技术理论体系,摸清了液压支架与围岩耦合作用特点和适应性,提出了液压支架与围岩耦合原理,把支架与围岩耦合关系分为强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合,以此作为围岩控制和液压支架设计的基础。研究分析了支架护帮装置的护帮作用及与采高的关系,论述了液压支架架型发展、技术特点和适应性,液压支架架型结构型式特点和适应性,液压支架与围岩耦合三维动态优化设计方法,介绍了综采工作面液压支架支护质量智能监测系统研发成果,最后,概括出结论并提出发展方向。     

ZTC30000/30/55型巷道超前支护液压支架研制

针对塔山煤矿三盘区8301综采工作面端头及两巷采用的传统超前支护方式存在极大的安全隐患和影响煤矿生产效率等问题,根据该矿生产实际,研制了工作面端头及两巷超前支护液压支架,即ZTC30000/30/55型超前支护液压支架,从而实现了工作面端头及两巷超前支护的机械化。对该型超前支护液压支架的结构特点、主要技术指标以及优缺点进行了详细分析,为实现煤矿综采工作面巷道超前支护机械化提供了新思路。     

综采工作面顺槽超前支护液压支架在补连塔煤矿的应用

介绍了能满足综采工作面两顺槽超前支护的液压支架的性能及设计特点、基本结构、原理和使用效果,为综采工作面巷道超前支护机械化提供一种新思路。     

综采工作面回撤通道顶板支护技术

综采工作面进入末采阶段时,必须施工回撤通道,为多功能车运输和设备回撤预留足够的空间需求作准备。黄陵矿业一号煤矿综采工作面回撤液压支架、采煤机、刮板运输机一般需要13~16 d。长时间的作业施工必须保证回撤通道顶板的足够稳定和设备回撤后采空区顶板的正常垮落,才能确保作业人员的人身安全,促进设备回撤工作的顺利完成。做好以上几点,一是要保证回撤通道顶板的支护质量,二是保证支架回撤后顶板正常垮落。其中,做好回撤通道的支护工作显得尤为重要。通过介绍黄陵矿业一号煤矿综采工作面回撤通道的支护方式、方法以及实际使用情况,为相似矿井综采工作面末采支护作业提供施工借鉴。     

霍宝干河煤矿工作面支护参数设计研究

为了确保工作面安全回采,以霍宝干河煤矿为例,研究工作面支护参数设计,根据干河煤矿工作面参数及煤层赋存情况,计算了液压支架支护高度、液压支架工作阻力、液压支架支护强度以及工作面液压支架的布置,得出采用ZY9000/25.5/55、ZY13000/26/55型双柱掩护式液压支架作为2-116综采工作面的支护设备,能够满足要求。然后,研究了工作面顶板控制、进风巷、回风巷及端头顶板控制以端头支护等。研究为类似工程条件的工作面支护参数设计提供了借鉴。     

端头液压支架替代关门支柱的研究与应用

我国综采工作面数量和产量不断增加,但是其下端头处的支护机械化水平受井型、地质条件和设备配套的影响提高不快,已制约了采煤工作面综合机械化水平的提升。该文介绍运河煤矿针对综采工作面下端头支护用液压支架的设计,该支架的应用较好地解决了中小型煤矿综采工作面下端头支护机械化的问题。     

综采工作面液压支架快速回撤技术

以府谷矿区冯家塔煤矿1405综采工作面支架回撤为例,研究了利用原工作面液压支架作为掩护支架支护的快速回撤技术,并与以往工作面采用木垛配合单体支柱支护的普通回撤技术进行对比,结果表明,采用原工作面液压支架作为掩护支架实现工作面快速回撤技术在支护效果、施工工艺、回撤工期及材料消耗上具有显著优势,可以实现综采工作面的安全高效回撤。     

付村煤矿综放工作面回采巷道超前支架支护实践

为了解决付村煤矿综放工作面回采巷道超前支护难题,研制了ZTZLC28000/25/50型超前支护液压支架.介绍了该超前支护液压支架的基本结构、工作原理、技术特征、主要技术参数和该超前支护液压支架在枣庄矿区付村煤矿3上1002综放工作面材料巷的应用情况.结果表明,采用该超前支护液压支架进行回采巷道超前支护,两帮移近量平均26 mm,顶板下沉量18 mm,比未采用巷道超前液压支架前分别减小215 mm和126 mm,可以有效防止巷道超前支护段冒顶事故的发生,提高人员作业的安全性,加快工作面推进速度,实现综放工作面的安全高效生产.     

综采工作面液压支架作为掩护支架快速回撤技术研究

文章以车集煤矿2701综采工作面支架回撤为例,研究了利用原工作面液压支架作为掩护支架支护的快速回撤技术,并与2707工作面采用单体支柱配合π型梁支护的普通回撤技术的应用效果进行对比,结果表明,采用原工作面液压支架作为掩护支架实现工作面快速回撤技术在支护效果、施工工艺、回撤工期及材料消耗上具有显著优势,可实现工作面的安全高效回撤,保证工作面的正常接替。     

大采高综采工作面顺槽超前支护技术分析

超前支护液压支架的研制及应用,大大提高了综采工作面顺槽顶板的安全性,即为行人及顺槽设备安全提供了保障。论述了综采工作面顺槽超前支护液压支架的发展过程及其技术特点,分析了目前超前支护液压支架存在未能从根本上解决综采工作面顺槽顶板反复支撑的技术缺陷,提出了将新型带压支护技术应用于现有履带行走式超前支护液压支架顶梁的新技术是解决这个问题的关键。     

E型推移与磨架装置在煤矿液压支架拆除中的应用研究

为了保证煤矿液压支架安全高效快速拆除,对陈四楼煤矿综采工作面液压支架回撤过程中的E型推移与磨架装置进行了研究。分析了新型E型推移与磨架装置的基本参数、机构原理、实施过程等性能特点,并重点研究了推移框架在受较大冲击载荷时的防夹斜问题。结果表明,新型E型推移与磨架装置可实现“交叉、迈步”直线自移功能,同时指出了此装置技术在现代化矿井综采工作面液压支架拆除回撤应用中的重要性。     

深部复合极软岩综采面矿压显现特征

对新安煤矿首个深部复合极软岩综采工作面支架工作阻力进行了连续观测,得知工作面具有较明显的周期来压特征,但矿压显现不强烈。通过工作面覆岩特征分析,认为工作面矿压显现不强烈主要在于覆岩是存在主关键层的多关键层覆岩且关键层岩性较为软弱;实测支架工作阻力有较大富余量,对顶板漏冒和煤壁片帮控制较好,支架具有良好的适应性。     

煤矿液压支架的计算机控制研究

在当前煤矿作业环境下,综采工作有很多的不稳定因素,导致了液压支架姿态对于工作的结果起着很重要的作用,所以综采工作中要对液压支架动作到位进行反复的推敲和研究。对煤矿用液压支架系统的工作原理进行了介绍,并且对液压支架的计算机控制进行了研究,希望通过计算机控制提高煤矿液压支架的控制精度和灵活性。     

煤矿液压支架系统的计算机电液控制

介绍了液压系统及其工作原理,根据现代化煤矿高产高效建设的要求,提出了煤矿液压支架系统的计算机电液控制方案,对利用电液操纵阀进行工作面操纵,或进行远距离地面监控,从理论上进行了探索。     

矿用液压支架压力监测系统在综采工作面的应用

介绍了KJ345矿用液压支架压力监测系统的工作原理、系统组成及功能;通过系统对N2719综采工作面矿山压力进行监测,为煤矿生产中片帮冒顶事故的预防和顶板安全管理提供可靠的数据和决策依据。     

放顶煤过渡支架与端头支架的设计研究

介绍了基本架的结构特点,依据基本架结构和实际赋存条件,提出设计中主要的技术问题,并详细地阐述了过渡与端头支架的结构设计与技术参数的确定;井下使用和试验结果证明放顶煤配套支架的设计是成功的。     

复合顶板大倾角综采工作面回采技术实践

通过对潘三矿1251(3)大倾角工作面生产实践的分析研究,揭示了大倾角综采工作面优化设计的主要依据。并通过对大倾角工作面支架的受力分析,提出支架合理选型依据以及支架防倒防滑的相应措施。     

大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。     

东峡煤矿倾斜厚煤层液压支架适用性验证

针对东峡煤矿倾斜厚煤层开采过程中出现的设备下滑这一现象,以35219 2综采工作面为例,依据现场实际观测数据,分析了液压支架受力情况,为35219 2工作面选取合适的液压支架提供了理论依据。结果表明：工作面下顺槽侧支架平均循环末阻力小于上顺槽侧支架阻力,应加强下顺槽侧支架管理。大部分支架工作阻力分布呈非正态分布,现场所选ZF6300/19/30液压支架能够满足支护要求。     

高温富水强矿压环境液压支架研究与设计

正通煤矿工作面特点是高温、富水、强矿压,水质矿化度高,对液压支架腐蚀明显。前期采用ZY12000/29/65型两柱掩护式液压支架和F16000/22/40型四柱支撑掩护式液压支架进行开采,矿压显现强烈,液压支架锈蚀严重,部分支架甚至出现结构件损坏现象。针对上述特点,专门研发了ZF20000/26/48型强力放顶煤液压支架,采用外置式立柱固定结构和纳米金属覆膜耐蚀钢等新结构和新材料,以解决液压支架锈蚀和支护强度不足问题,更好地满足工作面安全支护需要。