深部高温矿井大断面岩巷TBM智能掘进技术——以“新矿1号”TBM为例

我国中东部众多矿区相继进入深部开采,面临着采掘接续紧张的突出问题。大断面岩巷TBM掘进以其智能化程度高、作业安全、掘进效率高等特点已逐渐应用于浅部矿井,在深部矿井中却应用极少,匮乏建设经验。因此,为研究深部矿井岩巷TBM智能高效掘进技术,提升深部矿井机械化、智能化建设的水平,山东新巨龙煤矿研发了大断面岩巷TBM智能掘进系统("新矿1号"),系统集成了掘进、出渣、支护、除尘、通风、降温、导向、防爆、防冲等技术于一体,实现了深井直径6.33 m硬岩巷道智能掘进、掘进时锚杆自动化施工、掘支平行作业等技术。基于此,综述了深部高温矿井TBM全断面硬岩掘进机应用的关键技术,主要包括:(1)适用于深部高温矿井的岩巷TBM掘进装备建造模式;(2) TBM大尺寸部件的大埋深、长距离运输与安装技术;(3) TBM智能掘进技术;(4)深井超大断面安装硐室和掘进巷道围岩稳定性控制技术;(5)深部高温高地应力矿井TBM智能掘进综合保障技术,包括:TBM通过高应力软岩破碎带等不良地层的地质预报、降温、除湿、降尘等技术。旨在通过论述该设备的研发和应用过程,提出深部矿井硬岩TBM掘进的难点和解决方法,为类似矿井采用T...     

高效掘进技术在煤矿大断面岩石巷道中的应用分析

基于大断面岩石巷道掘进速率相对于其他类型巷道掘进速率极低的问题,本文通过对大断面全岩的特点及主要机械化作业线的现状和优缺点进行分析研究,有效解决了深部巷道爆破及支护上存在的一些技术难点,不仅保证了巷道的掘进安全,而且大大提高了矿井巷道施工效率。     

巷道掘进与修复装备及施工工艺研究

随着煤矿逐渐向深部开采，巷道顶底板冲击地压增大，随之而来的是硬岩巷道掘进危险性增高且掘进效率低，现有巷道变形加大、冒顶突出且修复困难，以上情况严重制约了煤矿安全高效生产。针对以上问题并结合目前机械化换人、自动化减人的技术导向，出现了多种机械化专用掘进及修复装备，这些装备在不同地区矿井进行了成功应用，根据应用情况总结出成套的机械化掘进及修复工艺，很大程度上解决了煤矿硬岩巷道掘进及变形巷道修复的难题，取得了显著的经济及社会效益。     

提高巷道掘进单进的技术途径

提高巷道掘进单进是建设高产高效矿井的根本保证。通过对我国巷道掘进现状的分析，指出了当前存在的主要问题，进而提出了提高单进的技术途径。     

深部矿井双巷掘进帮部锚杆锚固性能影响研究

本文针对西北某矿井深部矿井地压大,临近巷道双巷掘进受矿压重叠影响,对锚杆的支护效果的要求更高的难题,通过采用钻孔窥视、锚杆拉拔试验等多种方法对巷道支护锚杆锚固性能的影响研究,为深部矿井双巷掘进巷道支护设计提供了技术支撑。     

我国煤岩巷道高效机械化掘进技术现状

高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。该文介绍了我国各种类型巷道的高效掘进与支护技术的现状,并提出了我国煤岩巷道高效掘进技术发展趋势。     

某矿井掘进巷道局部制冷降温系统研究

随着矿山开采深度的不断增加,矿井高温热害日趋严重,采用矿井通风系统无法从根本上解决热害问题。以某矿山深部掘进巷道工程热环境为研究对象,分析掘进巷道热源、矿井局部制冷降温原理,在此基础上研发出适合井下现场开拓掘进作业的局部制冷降温系统,并在该矿山-1 000 m中段采掘工作面开展现场应用。结果表明：作业面的温度快速下降,降至23℃左右后变化不明显,达到国家规定的作业面温度不高于28℃的标准要求,且制冷机组保留了20%～30%的制冷余量。该局部制冷降温系统很好地解决了深部掘进巷道的高温热害问题,具有广泛的推广应用前景。     

悬臂式综掘机干涉问题分析及解决措施

随着矿井现代化、机械化水平的不断提升,悬臂式综掘机在矿井中的应用不断增加,山西某矿所采用的EBZ-120悬臂综掘机经常出现干涉问题,影响矿井巷道掘进。基于此,在明确悬臂综掘机结构组成的基础上,对悬臂综掘机出现的干涉问题进行分析,并提出了相应的解决改造措施。实践结果表明,对综掘机进行改造后,综掘机的干涉问题得到了解决,巷道掘进速度提高了将近50%,设备的综合故障投入下降约25%,有效地保证了矿井巷道的高效掘进。     

中深孔底部斜眼掏槽在大断面巷道掘进中的应用

阐述了鹤矿集团新岭煤矿在新井大断面巷道掘进中采用中深孔底部斜眼掏槽技术的应用效果,认为该技术解决了大断面巷道掘进中破岩效率低和质量不稳定等问题,推动了安全高效矿井建设的技术升级,具有技术推广潜力.     

金属矿井深部开拓空调通风降温的研究

由于有色金属矿井深部开拓巷道掘进及采掘工作面均面临着高温热害、工作环境较差、员工劳动效率低等问题,本课题对云锡卡房1600平台深部开拓掘进巷道的高温热害问题进行了大量研究,提出了行之有效的空调降温方案并实施完成。使矿井深部环境温度从原来的38℃以上降低至现在的28℃以下,降温效果显著。本课题的研究对同类有色金属矿井深部开拓空调通风降温具有借鉴意义。     

深矿井开采

深矿井开采一般是指为开采距地表特定深度的煤炭而采取的开采技术。深矿井的特征是原岩压力大、矿体塑性大及矿山压力显现剧烈。在深矿井开采中,巷道的开掘和支护成本、工作量都要成倍地增加,并且在深矿井中地热问题也逐渐显现。     

煤矿局部通风的设计与应用技术

分析了现有煤矿局部通风工程中普遍存在的问题，采用符合矿井实际的设计和施工技术，就能在使用过程中获得显著效果，可大大减少漏风，提高有效风量，满足安全生产的需要，从而解决长距离独头掘进通风的难题。     

沿空留巷技术在新岭煤矿厚煤层21层的应用

该文介绍了龙煤鹤岗分公司新岭煤矿通过采用沿空留巷技术对复采区进行开采,有效地解决了采掘接续紧张的难题。沿空留巷技术具有煤炭回收率高、回采工作面衔接合理、巷道掘进率低、掘进排矸少等优点,尤其是煤巷掘进速度仅为80～100 m/月的复采煤层,采用沿空留巷技术效果更好。     

优化巷道支护参数 提高巷道掘进速度

提高煤巷掘进速度对缓解采掘接替、实现减人提效、落实抽采达标、建设本质安全型矿井具有重大意义。合理的支护设计有助于减少人力和材料的浪费,减轻工人劳动强度,提高时间利用率,提高掘进速度。马兰矿同中国矿业大学(北京)合作,采用FLAC3D软件对南五采区10503工作面巷道支护参数进行数值模拟,有效地模拟煤巷周围的岩层条件,对理论计算的支护设计进行进一步优化,取得了较好的效果,煤巷快速掘进实现了安全、经济、高效的目标,提高了工作效率、降低了材料消耗,为巷道快速掘进、降低成本开辟了一条新的技术途径。     

华丰煤矿地音监测防冲技术及实践

 煤矿深部开采矿井的主要灾害之一冲击地压,对矿井高产高效和人员、设备安全造直接威胁。为了进一步摸清冲击地压发生的前兆信息,基于ARES-5/E地音监测系统在国内煤矿的普及应用,介绍了该系统的监测预报原理、地音探测器的布置方式,研究了地音监测与微震监测、在冲击地压预报中的实时和短时预报的技术优势。通过对地音监测的监测结果数据统计分析,反映了煤岩体在采场采动、上覆岩层运动时,煤岩层的微破裂程度,遭到破坏的能量释放过程。监测结果表明：地音监测能够对冲击事件的发生起到提前预测的作用,地音监测技术的现场使用,以及与微震监测技术的联合应用,将成为冲击危险预测预报更行之有效的手段。     

影响深部巷道稳定性因素分析

深井巷道围岩随着开采深度的增加其稳定性也发生了变化。文中进行了深井巷道围岩稳定性的分析,认为影响深井巷道围岩稳定性的3个主要因素是围岩性质、采深和支承压力,得到了根据围岩性质、采深和支撑压力来控制巷道稳定性的结论。     

芦岭煤矿8~#煤顶分层Ⅱ884-1掘进工作面局部防突措施参数考察

根据矿井瓦斯地质条件及采掘技术特点,考察了芦岭矿8#煤顶分层Ⅱ884-1掘进面的局部防突合理化参数。通过钻孔流量法和防突效果检验法,确定出煤巷掘进直径75 mm的超前排放钻孔有效影响半径为1.2 m。通过改进巷帮钻场及钻孔的相关参数,提高了掘进速度,掘进过程均未出现瓦斯浓度超限及突出情况,说明该煤巷局部防突技术措施取得了很好的效果,实现了突出煤巷安全快速掘进。     

深部围岩稳定性影响因素研究

深井巷道围岩随着开采深度的增加其稳定性也发生了变化。通过对深井巷道围岩稳定性的分析,认为影响深井巷道围岩稳定性的3个主要因素是围岩性质、采深和支承压力,得到了根据围岩性质、采深和支撑压力来控制巷道稳定性的结论。     

当量采深估算方法在岩爆危险性等级评价中的应用

为了研究浅部岩爆危险性定量评价方法,实现矿山采场岩爆分级评价和分类治理目标,根据应力叠加原理,建立了当量采深估算模型,提出了当量采深估算方法,并确定了估算方法的计算过程。研究表明:当量采深与实际采深成正相关,与矿柱尺寸成负相关。本文以山东某矿浅部岩爆现象为工程背景,由于巷道开挖和构造应力造成采场围岩应力集中,没有达到岩爆深度的浅部开采水平,却出现岩爆预兆现象。因此,采用当量采深估算方法对该矿浅部450中段采场进行岩爆分级评价,共划分48个矿柱单元,形成1个高度危险区,9个中等危险区,4个一般危险区,34个安全区,并对不同区域采取岩爆分级防治措施,达到了良好的岩爆防治目的,提高了矿山回采安全性和经济性。     

大断面巷道自动上料喷浆工艺与装备的研究

针对煤矿井下快速机械化掘进大断面巷道后喷浆支护工艺落后与装备落后、施工效率低等问题,分析了煤矿行业发展趋势,根据实际工况的要求,设计了一种自动上料喷浆工艺方法与系统装备,即以液压为主驱动力的煤矿专用喷浆机组。经过现场验证,该系统装备是一种井下巷道内实施大方量喷浆连续作业的液压自动化装备,适应未来高速开拓巷道发展需求,节约了传统的人工岗位,提高了工作效率,减少了粉尘对人身职业危害,提高了煤矿施工安全性和效益。