综掘巷道循环前移式临时支护系统研制

针对当前悬臂式掘进机掘进工作面掘、锚不能平行作业，临时支护、永久支护及各工序转换占用时间长、掘进机开机率低等问题，设计研制了一种循环前移式巷道门式支架机械手搬运临时支护系统。介绍了临时支护系统结构、工作原理及现场工业性试验情况。采用前掘后锚掘锚平行作业配套技术装备，使掘进巷道的时间和空间得到充分利用，并且减少了锚杆钻机和管线来回移动等工序，使循环作业时间大大缩短，掘进机开机率、掘进单进和工效大幅度提高。     

煤矿智能快掘关键技术与工程实践

掘进智能化为智慧矿山建设提供不可或缺的科技支撑,智能快掘技术是煤炭安全高效生产的客观需求,是解决采掘失衡问题的根本途径。我国煤矿井下巷道掘进作业呈现作业环境恶劣、地质条件复杂、施工工序多、安全性差等问题,智能掘进主要面临掘进单机装备完备性、可靠性和能力不足、围岩时效控制技术薄弱、掘进工序高效协同和掘进装备群的智能化协作技术欠缺三大难题。针对智能掘进保障性技术不足的问题,提出了掘进设备可靠性、巷道围岩状态在线感知、巷道围岩时效控制、低比能耗高效截割、掘进粉尘综合防治5类智能掘进保障技术;基于掘支运一体化技术,提出了以"边缘感知、平台决策、设备执行、远程运维"4个维度的智能掘进系统基本架构,分析和讨论了掘锚(探)一体化、自动截割、智能支护、掘进导航、远程集控5种智能掘进关键技术;为扩大智能掘进核心技术支撑的覆盖面,针对不同掘进设备配套和不同煤层赋存条件,提出了掘支运一体化、全断面掘进机、双锚掘进机及5G+连续采煤机4种智能掘进模式,并在国能、中煤、山能、陕煤等集团得到推广应用;最后,提出巷道掘进智能化的发展方向和建议,建议研究井下空间定位导航新技术、支护效果动态监测与支护工艺精确调整、掘锚...     

保德煤矿智能化掘进工作面建设及应用研究

为了解决保德煤矿生产接续紧张,实现减人增安、降本增效,提高智能化开采水平,根据单位现有的生产掘进模式结合智能化科技应用,研究工作面国产化电控系统,为各种自动化控制功能提供控制接口;通过截割动载荷识别和自适应截割,实现掘锚一体机记忆割煤和自适应割煤;采用自动锚杆支护,实现钻孔、送药、锚固等工序的自动化运行;实现梭车自动化作业以及机尾自动移设;通过掘、支、锚、运一体化数字孪生技术,实现工作面数据在线监测和设备远程集中控制;工作面多机协同控制,实现“智能掘进、少人操作”。通过以上研究对掘锚机、梭车、连运车及胶带机机尾进行智能升级改造,针对性地建设智能掘进系统,从而探索出一条符合保德煤矿自身生产条件的智能化掘进道路。     

矿井智能化高效掘进技术研究

针对潞安化工集团某矿综掘工作面存在作业效率与自动化程度偏低以及安全性偏差的问题,提出了一种综合掘、运、支等环节的一体化综合智能控制系统,通过引入综掘工作面远程集控技术进行远程集控,应用人—机—环协同控制技术进行协同控制,综掘工作面实现了高效的多机协同控制运行,应用结果表明：应用该协同运行控制系统后,该矿井综掘巷道掘进效率可提高25.5%,作业人员可减少33.3%,显著提升了综掘效益,降低了综掘成本,促进了智能化无人化综掘作业的实现。     

煤矿综掘工作面机电智能化控制技术研究与应用

针对三交河煤矿11-2181综采面综掘设备智能化程度低下、掘进效率低、安全性差等问题,提出了一种新的综掘工作面机电智能化控制技术,对智能联合控制原理、掘锚一体化技术及智能掘进支护技术进行了研究,实现了综掘工作面的机电智能化控制.根据在三交河煤矿的实际应用表明,该机电智能化控制技术能够将综掘面的掘进效率提升28.48％,...     

张家峁煤矿智能快速掘进工艺优化及应用研究

为了解决千万吨超大型矿井采掘失衡难题,张家峁煤矿采用了智能化掘进技术替代传统掘进技术。通过提高15212工作面掘进系统装备自动化和智能化程度,实现掘进工作面轻量化和快速化,重点分析了工作面掘进设备的优化历程,建立了智能快速掘进系统,该系统由“掘锚一体机+锚杆转载机+桥式转载机+变频调速带式输送机”组成,实现了连掘连运和掘锚平行,大大缩短了支护占用工时。结合智能传感、定位定向、监测监控技术和多信息远程重现技术等,实现可人工干预的远程操作掘锚一体机,将掘进工作面环境、设备和人员有机和谐地统一起来,实现“安全、高效”高质量智能掘进。在15212掘进工作面的现场应用结果表明：该设备投入后创造出单班最高进尺65m,单日最高进尺120m,月累计进尺2700m的成绩,取得中国快掘行业单班、单日及单月最高进尺,有力保证了井下采掘接续和可持续发展。     

对掘支锚一体化试验的几点认识

通过掘支锚一体化井下工业性试验,对掘锚机的设备配套及适应性有了初步的认识;试验中就掘支锚一体化平行作业关系进行了试验和研究,实现了掘锚平行作业;针对试验中发现的问题,提出了今后的改进方向。     

煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术研究

为了加快巷道掘进速度,缓解矿井采掘失调的局面,研究了煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术,加工设计了掘锚机施工辅助设备,主要为液压顶篷、煤壁落煤阻挡装置及掘锚机进刀路线,基于掘锚机技术特征,研究了掘锚机施工工艺流程和巷道支护工艺优化流程,并进行了工程效果实践分析.研究得出,煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术提升了临时支护的可靠性...     

神东矿区煤矿掘进工艺及装备智能化技术研究

为了实现神东煤炭集团煤矿巷道掘进由人控到数控、由自动到智能的全面提速,分析了神东矿区煤矿单巷掘进、双巷掘进、大断面切眼贯通的工艺及设备配套技术现状,研究了智能化掘锚一体机、智能化连续采煤机、智能掘锚一体机惯性导航技术、成套智能化掘进技术、近端AI识别和远程云控制技术等掘进设备智能化技术,同时研究了预埋孔钻进机器人、智能化管路抓举设备、智能化防爆柴油开槽机、电缆自动收放车辆、智能清仓机器人等掘进辅助作业设备及技术。在此基础上给出神东煤炭集团煤矿掘进智能化发展建议,即：加快推广掘锚一体化生产工艺、发展5G无线网络技术、完善透明地质保障系统等,从根源上解决智能设备自主可控、智能互联、安全可信等关键问题。     

MB670掘锚一体机及配套设备巷道施工新工艺

MB670掘锚一体机是目前长壁工作面快速掘进最先进的设备，它能够在截割过程中进行支护，实现掘、锚、运连续作业。但是掘锚一体机的设计理念为只能施工顺槽，只进不退，其配套系统效率较低，在联络巷、硐室及大断面切眼掘进施工十分困难，而且单体液压支柱支护滞后工作面迎头无法满足施工要求。为了解决上述问题，通过调研、设计、不断优化施工工序，针对设备运行过程中存在的缺陷，自主加工改造，创新出一套掘锚机配套设备巷道施工创新新工艺，让MB670掘锚一体机不仅限于顺槽掘进，而是在掘进过程能够完成顺槽、联络巷、硐室、大断面切眼掘进的一步到位。     

巷道掘支锚连续平行作业机理及其应用

为解决基于悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道快速掘进问题,介绍了基于悬臂式掘进机的掘支锚连续平行作业工艺,形成了掘进、支护、锚固连续平行作业的施工技术体系。采用现场试验的方法,对巷道掘进与锚固分离时,顶板离层和围岩锚固性能进行了测试研究。结果表明:在顶板预先施工4根锚杆,然后在临时支架后方补打其余锚杆锚索,不会出现明显离层;不同空顶距下锚杆锚索锚固性能可以满足掘进与锚固分离要求;确定采用临时支架可以满足掘支分离生产需求。开发了连续自移式快速掘进支护装置和掘支锚连续平行作业工艺,主要包括钻探、掘进割煤、临时支护、掘进工作面锚杆打设、后方锚杆锚索打设、转载运煤、除尘等工序。在潞安漳村煤矿西下山回风巷进行了现场试验,采用新型掘支锚连续平行作业后,月进尺达到745 m,支护效果良好,掘进效率提高65%以上。     

掘锚机在煤矿快速掘进中的应用

掘锚机在煤矿快速掘进中的应用,不仅可以有效地确保煤矿开采的衔接,增强煤矿快速掘进的能力,而且还能有效地促进煤矿企业的快速发展。简析了掘锚机概念,对掘锚一体化技术进行了分析,与传统的掘进技术进行了比较,重点分析了煤矿快速掘进中掘锚机的应用技术要求。     

掘锚一体机在煤矿掘进中的应用

复杂地质条件矿井为解决巷道掘进存在的诸多问题,应用掘锚一体机进行巷道掘进作业,首先分析其适应性,为适应该矿实际地质条件,对掘锚机的临时液压顶篷、阻挡落煤装置和掘锚一体机截割方式及进刀路线进行了优化改进设计。并分析掘锚机的实践应用效果,确定了掘锚一体机在掘进效率及经济效益等方面具有的显著应用效果。     

快速掘进系统的支护作业效率分析

目前的一些支护装备及技术条件已不能完全适应快速掘进的需要。以掘锚机为基础,配以锚运破一体机和伸缩带式输送机的快速掘进系统,通过掘锚机与锚运破一体机的支护分工以及伸缩带式输送机运输作业的连续性,可大大提高掘进生产效率。通过一种巷道的支护工艺,将快速掘进系统与掘锚机单独作业的效率进行分析比较,说明快速掘进系统的优势。     

掘锚机组在羊场湾煤矿的应用实践

在煤巷掘进中掘锚机是最安全、有效的设备.论文介绍了掘锚机组在羊场湾煤矿的应用情况,对掘锚机组作业线存在的问题进行了分析并提出相应对策.随着安全高效矿井的大规模开发建设,长壁综采工作面顺槽加长、增多已成趋势,采用掘锚机组的快速施工工艺在有条件的矿井中具有广阔的推广应用价值.     

基于多臂掘锚一体机的快速掘进应用研究

解决基于掘锚一体机的煤矿快速掘进及配套支护问题,研究分析了传统掘锚机在掘进过程中存在的制约因素,通过改进临时前探支护设备、增加底部帮锚杆钻机、定制自动托送网机构,基本克服了传统掘锚机前探支护薄弱、底部支护死角、顶部支护劳动强度大的难题。该机组已经在同忻矿2305巷道掘进中进行了试验和应用,应用效果良好。研究成果可以为类似条件的工作面提供借鉴和参考。     

ABM20S掘锚机在鲍店煤矿煤巷掘进中的应用实践

以ABM20S掘锚机在鲍店煤矿煤巷快速掘进中的使用情况为例,阐述了掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进、提高锚杆支护效果以及改善作业环境等方面具有的技术优势。     

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组的研发与应用

MZHB5-1200/25锚杆锚索转载机组是一种集装运和锚杆、锚索支护等功能于一体的巷道支护设备,可配套掘锚一体机或掘进机组成快速掘进系统,各设备分工协作,分段支护,实现巷道掘、支、运平行作业与连续运输,提高巷道掘进效率,缓解掘、锚失衡矛盾。     

煤矿快速掘进工作面产尘特点及综合防尘技术研究

针对煤矿快掘工作面掘进速度快、设备集中、产尘量大等特点,以曹家滩煤矿122107辅运巷快速掘进工作面为研究对象,详细分析了快速掘进工作面的产尘规律,开展“喷雾抑尘+机载通风控除尘”综合防尘技术及其工艺参数研究,结合快速掘进工作面产尘特性及掘锚一体机外形特点,设计了4种贴近截割滚筒的喷雾装置和1种机载控除尘装置,并进行了现场工业性试验。结果表明：应用快掘工作面综合防降尘技术,降尘效率在90.69%以上,能极大地改善快掘工作面粉尘污染情况。     

掘锚一体化高效掘进理论与技术

为提高巷道掘进效率,提出了掘锚一体化高效掘进的概念,指出高预应力锚固理论、空顶区顶板稳定控制理论、软岩流变理论、松动圈理论和锚杆支护动态信息设计方法等是掘锚一体机高效掘进的理论基础,进一步采用数值模拟和试验,发现了高效掘进围岩破坏变形规律和低比能耗高效截割的有关规律。针对综掘工艺平行作业率低的难题,攻克了高效掘进系统集成配套技术,创新研制掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车和柔性连续运输系统等装备,构建掘进、支护、运输、除尘等工序的同步作业线,掘支运平行作业时间由25%～35%增至50%～70%。攻克了掘锚一体化技术和全宽截割技术,研制了国产掘锚一体机,优化了截割功率、空顶距、接地比压,行走采用千伏级交流变频调速技术,解决了国外设备截割能力不足、适应性差等难题,研制了双驱动高速合流重型截割减速器,实现截割功率达340 kW,研制前探式临时支护,将临时支护空顶距由1 m减至0.4 m,研制宽型履带底盘,整机接地比压由0.28 MPa降至0.2 MPa;针对锚杆支护与转载运输平行作业的难题,攻克了空间多维度同步支护技术,研制了锚杆转载机和跨骑式锚杆钻车等设备,通过多组钻机实现多排多臂分段平行支护,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护,形成"前疏后密,快速推进"协同支护体系;攻克了多钎杆钻孔自动接续技术,钎杆由机械手自动续装、由钎杆仓存储,解决了锚索钻装不连续的技术难题;针对胶带长距离搭接的难题,研制出柔性连续运输系统,设计了位姿锁定的蛇形关节架体、偏置摆动式油气悬挂、具有减摩降阻机构的迈步式自移机尾、穿梭动力站等核心部件,实现小半径90°转弯和150 m往复搭接、连续转载;针对高效掘进粉尘防治的难题,提出了固液气三幕组合控尘方法,将粉尘控制在掘进工作面并形成粉尘池,防止粉尘扩散;研制了可随主机设备移动的除尘装置,实现除尘装置与掘进设备同步移动;攻克了小体积无龙骨自承式菱形滤袋过滤技术,研制了矿用全自动紧凑型袋式除尘器,总尘除尘率达99.7%;攻克了滤网表面超疏水改性、双面两级流线型气液分离等技术,研制了矿用机载湿式负压除尘器。应用表明,与原有掘进方法相比,掘锚一体化高效掘进技术在稳定围岩和中等稳定围岩条件下提高掘进速度1～2倍。