顶煤助放与破碎机构设计

针对放顶煤综采工作面顶煤回收率问题，提出了在放顶煤液压支架上安装、利用高压乳化液作为动力的“顶煤助放与破碎机构”的设计构想，并以此来实现在放顶煤综采中主动、可控制地回收顶煤，从而达到提高顶煤回收率之目的。     

放顶煤液压支架及其设计参数的选择

放顶煤液压支架是开采5～20m特厚煤层综合机械化采煤的主要支护设备。它的主要用途是把冒落的顶煤排放到支架后部的运输机上,支护顶板,维护一定的作业空间,推移运输机和移动支架等。它的性能好坏直接影响厚煤层采煤工作面的产量、效率和回收率,因而对它的要求比一般液压支架更高和更严格。近年来随着液压支架的发展,放顶煤液压支架也得到了很大发展,支架的类型不断     

综采放顶煤采煤法在急倾斜特厚煤层中的应用

窑街四号井急倾斜特厚煤层4022-3工作面,采用国产综采设备,于1986年4月1日正式开始工业性试生产,经过几个月的试验证明,回采工作面已达到高产、高效、安全、低耗的目标,已通过部级鉴定。本文就急倾斜特厚煤层中采用综采放顶煤采煤法的采煤工艺和我国自己研制的FY280-14/28型放顶煤液压支架的性能、操作方法作一简介,以便在类似地质条件下推广采用。     

综放工作面液压支架支护阻力对顶煤冒放性影响的数值模拟研究

根据庞庞塔矿北区5-108综放工作面的实际地质条件,通过FLAC~(3D)软件模拟液压支架在不同支护阻力对顶煤冒放性的影响,采用模型中顶煤塑性区变化情况表示顶煤的冒放性。当液压支架支护阻力在6000~8000kN时,支架具有足够的支撑力,不仅保障工作面安全,而且顶煤冒放性较好。若支架支护阻力小于该数值时,将无法满足顶板支护要求;大于该数值时,支架支护效率变低,顶煤冒放性变差。模拟研究对于相似条件下工作面开采具有一定的参考意义。     

砂墩子矿井4-煤采煤方法与设备选型设计研究

针对砂墩子矿井4-1号煤层赋存和开采技术条件,分析了分层开采、大采高综采和综放开采的适用性,总结了各采煤方法的优缺点,最终确定采用综放开采,同时分析了4-1号煤层的顶煤冒放性|并根据规范要求对综放工作面的液压支架、采煤机、刮板输送机等主要设备选型计算进行了设计研究。开采实践证明,综采放顶煤采煤法适用于砂墩子矿井4-1煤层条件,工作面选取的配套设备合理适宜,实现了“一井一面”的高产高效矿井生产模式,为三道岭矿区4-1煤开采提供了指导和借鉴意义。     

特厚煤层大采高综放自动化开采技术与装备

针对我国西部矿区坚硬特厚煤层综放自动化开采技术难题,研究了大采高综放工作面液压支架与围岩耦合作用关系,分析了坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及液压支架合理工作阻力确定方法,研发了液压支架与围岩智能耦合控制系统及自动化放顶煤控制系统,实现了大采高综放工作面自动化开采。基于坚硬特厚煤层大采高综放液压支架与围岩耦合作用关系,建立了坚硬顶煤冒放的"悬臂梁"模型及顶板岩层结构失稳的"组合悬臂梁"模型,揭示了大采高综放工作面合理机采高度确定方法及合理液压支架工作阻力确定方法。通过分析两柱强力液压支架的承载特性,创新设计了大采高综放液压支架三级高效强扰动放煤机构,研发了综放液压支架智能耦合控制系统,实现了对液压支架姿态与受力状态的实时监测。基于大采高综放工作面分段多窗口多轮放煤工艺的时序控制自动化放煤逻辑关系,研发了自动化放煤控制装置,实现了坚硬特厚煤层大采高综放工作面安全、高效、高回采率自动化开采。     

极软厚煤层“抱采”放顶煤采煤法与液压支架设计研究

针对淮北矿区芦岭煤矿极软厚煤层赋存情况,提出一种适应极软厚煤层开采的"抱采"放顶煤采煤法和适应极软厚煤层要求的放顶煤液压支架。该采煤法采用"负梁端距"的支护形式,采煤机滚筒在支架顶梁(伸缩梁)下割煤、装煤;液压支架伸缩梁前端带有铲煤板,能够铲平冒落不平整的顶煤;液压支架伸缩梁、顶梁、掩护梁、尾梁带有双侧活动侧护板,能够对回采工作面全封闭管理,实现了芦岭煤矿极软厚煤层的安全开采。     

冲击地压矿井大截深综采设备配套应用与研究

分析了耿村矿的地质情况、采煤方法和工作面配置,确定了通过增加截割深度来实现冲击地压条件下的综放采煤工作面安全高效生产的采煤工序及其相应的设备改造方案;通过改造采煤机的滚筒、控制方式和控制设备,改造液压支架的推移千斤顶、顶梁、推移框架整体结构及牵引装置等,采煤机截割深度由630 mm增加至800 mm,实现了采煤机、液压支架和刮板输送机的配套使用,最终实现了安全高效生产目标。     

放顶煤液压支架与围岩智能耦合控制方法的研究

为实现放顶煤液压支架与围岩的智能耦合控制,以整个采场上覆岩层、煤层、放顶煤液压支架组成的支撑体系为研究对象,建立放顶煤工作面液压支架与围岩力学系统模型,通过对放顶煤液压支架放煤耦合姿态进行分析,得出放顶煤支架出现"低头"现象的原因。在液压支架相应位置布置倾角传感器和压力传感器,通过计算比较测得的数据,实现液压支架姿态的自动调整,进而实现与围岩顶煤的智能耦合。     

大倾角煤层单体液压支柱放顶煤矿压分析

分析了大倾角煤层单体液压支柱放顶煤工作面的顶板活动规律和周期来压显现特征，对支柱初掌力和工作阻力进行了统计分析，提出了单体支柱放顶煤的有力措施。实践证明，在倾斜厚煤层中采用单体液压支柱放顶煤采煤是成功的。     

大倾角大起伏特厚煤层综放开采关键技术研究

特厚煤层仰斜综放开采工作面,存在顶煤回收率低、煤壁片帮、冒顶现象严重、支架及设备稳定性差等问题,严重制约着工作面的安全高效回采。以瑞隆矿8101大倾角大起伏厚煤层综放开采工作面为例,对主采煤层及夹矸进行了回弹仪测试,研制三维顶煤放出模拟实验平台,现场放顶煤实测数据,回采率达85%,实现了工作面安全高效高回收率开采。     

大倾角特厚煤层综放支架防倒防滑安全保障技术

基于古山矿三井大倾角特厚煤层的地质条件,围绕综放面装备防倒防滑的技术难点,从液压支架结构、工作面布置方式、放煤工艺、工作面管理等方面进行了研究,并制定了安全保障技术。主要保障技术:端头3架组成锚固站,作为工作面支架纵向稳定性的基础;支架安装高强度双侧可调活动侧护板,并设置底座调节机构;工作面采用"倾斜-圆弧过渡-水平"的布置方式,减小工作面机头坡度,保证机头支架的稳定性;通过放煤工艺优化模拟,确定采用"单向割煤,二采一放"的放煤方式,以控制支架下滑;沿着工作面倾斜方向,工作面上部由上而下放煤以保持支架的稳定性;工作面其他地段由下而上放煤有利于提高顶煤回收率。工业性试验表明,综放面设备稳定性良好,顶煤回收率达80%,实现了大倾角综放面的安全高效回采,对于类似地质条件的综放装备防倒防滑具有借鉴意义。     

浅埋煤层综放开采条件下两柱掩护式放顶煤支架适应性研究

液压支架作为综合机械化采煤工艺中重要的顶板支撑设备,其工作特征与顶板的适应性对控制采煤工作面矿山压力举足轻重。以华昱公司五家沟煤业5302综放工作面为例,针对两柱掩护式液压支架结构合理性、支架特征与顶底板适应性进行分析,应用关键层理论分析确定了工作面初次来压最大强度为0.97MPa,正常回采期间周期来压强度为0.78MPa。建立支架在工作面控顶效果模型,并进行数值模拟分析研究,最终确定ZFY12000/23/34型液压支架能够满足工作面安全生产要求。     

四柱放顶煤液压支架支护能力技术研究

煤矿广泛采用铰接顶梁结构的四柱放顶煤液压支架,存在的问题是前梁端部支撑能力小,顶梁结构复杂,封闭性差,支架前部容易出现片帮、冒顶。采用整体顶梁结构的四柱放顶煤液压支架,顶梁前端的支撑力大,可有效防止煤壁片帮、冒顶,但该架型支架前、后柱受力不均带来的问题比较突出,严重时造成工作面支架压死。理论研究和实际应用表明,要针对煤层开采条件进行个性化设备选型和液压支架优化设计,选用整体顶梁结构的四柱放顶煤液压支架,建议其额定工作阻力估算值应比普通铰接顶梁放顶煤支架提高约1.4~1.6倍。     

机采高度对顶煤冒放性与煤壁片帮的影响

针对特厚煤层大采高综放开采顶煤冒放性与煤壁片帮难题,采用理论分析、数值模拟及技术经济综合对比分析等方法,分析了工作面机采高度对煤炭资源回采率及煤壁片帮的影响。通过建立特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮的压剪力学模型,分析了大采高综放工作面煤壁片帮机理,研究了相同机采高度情况下大采高综放工作面较大采高综采工作面煤壁片帮更加剧烈的原因。增加液压支架对顶煤的主动支护作用力及选择合理的液压支架架型结构参数,既可以提高顶煤的冒放性,同时还可以降低煤壁的片帮概率。综合分析不同机采高度对煤炭资源回采率、煤壁片帮控制及工程与设备投资的影响,确定罐子沟煤矿大采高综放工作面机采高度为4.5 m,设计研发的ZFY12000/26/47型两柱掩护式整体顶梁大采高综放液压支架使用效果较好。     

缓斜煤层综放开采放煤工艺参数的合理选择

为了进一步掌握综放工作面工艺参数对顶煤回收效果的影响规律,优化综放工作面工艺参数,同时为采煤机、液压支架等设备选型提供依据,文中采用有限差分程序FLAC2D对阳煤集团二矿80914综放工作面进行了有限差分数值模拟正交试验研究,并确定了合理的放煤工艺参数。     

滑移支架放顶煤工作面煤岩控制特点

本文结合我国使用滑移顶梁液压支架放顶煤开采的实践,采用有限元电算模拟和理论分析方法,对滑移支架放顶煤工作面顶煤的破碎和放出规律及其影响因素进行了研究。分析表明,顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果,支架仅起辅助破煤作用,而开采深度、工作面长度、煤层强度及结构等是影响顶煤破碎和放出效果的主要因素。在此基础上,对广西稔子坪煤矿滑移支架放顶煤开采中存在的问题进行了浅析,并提出了改进意见。     

大倾角工作面回风巷破碎煤顶板注浆加固技术

根据2130煤矿25221工作面煤巷及回采揭露情况,顶板岩层强度高,需要强制放顶,而靠近工作面上端回风巷部分由于存在三角形顶煤,煤体破碎严重而导致煤顶稳定条件差,回采过程部分液压支架上方煤体塌落造成支架倾倒问题严重。通过注浆加固技术对顶煤和煤柱进行了加固处理,有效控制了顶煤冒落,煤柱片帮,保证了工作面人员及设备的安全,实现了安全生产。     

放顶煤液压支架应用和选型趋势研究

综采放顶煤开采以来,虽然应用四柱放顶煤液压支架比较普遍,但是该架型前、后柱受力不均,有效支护效率低是造成工作面顶煤及顶板出现片帮冒顶的主要原因。近十年的发展和应用研究表明,两柱放顶煤液压支架不仅技术成熟且优越性突出,已经被大量推广应用。要针对煤层开采条件和配套设备特点进行个性化配套选型和液压支架设计,防止重大技术问题和事故的发生。     

一种大工作阻力两柱式放顶煤液压支架的设计

为克服传统四柱放顶煤液压支架前后立柱的受力不均衡问题,更好地适应电液控系统的配套,研究两柱放顶煤液压支架与围岩的相互作用,更好地控制顶板实现高产高效开采,设计了高工作阻力的两柱放顶煤液压支架。