综放面顶板控制设计专家系统的基础研究

对综放面顶板和顶煤分类及其相互关系进行了研究。探讨了综放面与普通综采面顶板控制设计的差异性,研究了影响顶煤稳定性的因素,提出了顶板与顶煤分类的准则,为综放面顶板控制设计专家系统的研制开发奠定了基础。     

"两硬"条件综采放顶煤工作面工时利用可靠性研究

通过现场研究和理论分析的方法，研究了在坚硬顶板、坚硬顶煤条件下综放面实现高产高效生产系统的可靠性问题。     

放顶煤工作面顶煤分类及应用研究

采用模糊数学方法，分析了影响顶煤稳定性的主要因素，在此基础上，提出了一种简单、实用的顶煤分类方案；该方案可直接用于顶煤可放性评价、放顶煤工作面支护设计和支架放煤机构形式和参数设计；针对放顶煤开采方法，提出了“顶煤相对强度”概念；该研究在山东部分放顶煤工作面得到验证。实践证明，该顶煤分类方案是可行的。     

综采放顶煤开采技术及其展望

综采放顶煤技术成为当前我国厚煤层开采的主要方法。我国对综放开采技术的创造性贡献是顶煤冒放性的定量评价方法;综放面顶板结构与支架围岩关系;提高煤炭回收率的技术措施;新型系列综放支架及其配套设备。     

提高综放工作面端头煤层放出率的试验

为了提高综放工作面端头顶煤的放出率,进行了软厚直接顶(顶煤)条件下综放工作面端头区放煤的现场试验。实测研究了综放面端头区放煤条件下的矿压显现特征,优化了端头区放煤参数,并对放煤效果进行了实测分析。试验结果表明,软厚直接顶及顶煤具有较好的随动性和充填程度,利于端头放煤的安全高效实施。综放面端头区顶板压力很小,是工作面中部的6.54%。由于端头放煤后端头区顶板活动加剧,顶板压力增大了26.64%。综放面端头区放煤的顶板控制关键是"护"和"稳",改善端头支护系统的稳定性是端头区安全放煤的保障。根据综放面端头顶板的稳定性程度,合理确定了端头区的可放煤区域和双轮或三轮顺序不等量控制放煤工艺。     

综放开采顶煤可放性分类研究

在综放开采顶煤可放性影响因素分析的基础上，应用灰色系统理论和模糊数学方法建立了综放开采顶煤可放性分类模型，以便为综放开采设计和生产管理提供科学依据。     

综放开采顶煤可放性分类研究

在综放开采顶煤可放性影响因素分析的基础上 ,应用灰色系统理论和模糊数学方法建立了综放开采顶煤可放性分类模型 ,以便为综放开采设计和生产管理提供科学依据。     

特厚煤层综放采场直接顶关键层及支架适应性

为了探索大同矿区石炭系特厚煤层综放开采工作面支架-围岩相互作用关系,采用现场实测与理论分析的方法,在分析塔山矿石炭系特厚煤层综放工作面顶煤、顶板运移规律及矿压显现特征的基础上,将塔山矿石炭系特厚煤层综放开采采场直接顶结构分为2类,指出"直接顶关键层"的存在将进一步增大顶板管理的难度.对8102和8103综放面所用ZF10000/25/38及ZF13000/25/38支架的适应性进行了分析,结果表明,ZF13000较ZF10000支架能够适应的最大煤层采放厚度由17 m提高至20 m,也能防止端面顶煤冒落,ZF13000支架具有更强的适应性.     

深孔爆破处理综放面切眼顶板提高煤炭采出率

依据深孔爆破的机理,合理确定爆破参数,采用深孔爆破的方法处理综放工作面切眼顶板,增加顶板裂隙,增大了顶煤的破碎程度,从而减小了直接顶垮落步距,使综放面能及早放煤,减少了综放面初采损失,提高煤炭的采出率。     

"两硬"浅埋深厚煤层顶煤顶板运移规律研究

为在浅埋深“两硬”条件下的特厚煤层实施综放开采技术,对坚硬顶煤顶板的破断、运移规律进行了现场观测和分析研究．通过理论分析,建立了顶板断裂的力学模型．利用深基点观测方法,在安家岭井工矿4101综放工作面设置矿压观测站,对工作面顶煤顶板的不同层位进行深基点观测,获得了顶煤顶板随工作面推进垮落和运移情况的数据,分析总结了该工作面顶煤顶板的活动运移规律．观测结果表明：4101工作面顶煤随工作面的推进随采随冒,顶煤顶板运移起始点距煤壁较近,顶煤距煤壁前方15m左右开始移动,顶板岩层移动距离约距煤壁前方10m,顶板运移滞后于顶煤的运移,且顶煤冒落时位移量不大．4101工作面顶煤可随采随冒,顶板能够及时垮落,不需对顶煤顶板采取人工处理措施．     

综放回采巷道围岩矿压的采厚效应研究

本文在现场观测的基础上,以谢桥矿综放工作面工程地质和开采技术条件为背景,对一次采厚不同情况下的综放巷道围岩应力分布进行了系统的数值分析研究。研究结果表明:随一次开采厚度的增加,综放回采巷道位移变化和应力变化截然不同。随采厚的增加,综放巷道的位移量明显增大,变形与一次开采厚度成正比;随一次采厚的增加,综放巷道围岩的应力降低,其峰值大小与一次采厚成反比,峰值距工作面煤壁距离与一次采厚成正比,即随一次采厚增加,围岩应力影响范围增大,而峰值降低。该研究成果为采场巷道合理布置与维护及综放开采动力灾害的防治,提供了理论依据。     

"两硬"综放工作面综合防灭火技术

在"两硬"条件煤层中实施放顶煤开采,由于采空区遗煤量大、顶板坚硬、冒落块度大、空隙率大、工艺巷给采空区供风和顶板冒落呈现明显的"切冒"特征,使得采空区漏风强度大大增加,采空区氧化自燃带范围加宽,自燃危险程度增加。根据"两硬"特点实施的综合防灭火技术,保障了综放面的安全生产。     

大倾角厚煤层综放采场应力与变形破坏特征的三维数值分析

应用FLAC^3D计算程序，分析了某矿大倾角厚煤层在综放开采过程中，采场覆岩与顶煤的运移规律及相应的应力场、破坏场的变化特征，揭示了沿煤层倾向布置的综放支架的受力状态及运动趋势，研究结果得到了现场实践的验证，为大倾角厚煤层的综放开采提供了理论依据，对工程实践有一定指导意义。     

硬煤超大采高智能化综放开采关键技术装备研究

为实现8~12m硬质特厚煤层安全高效开采,针对硬煤冒放性差的特点,采用小采放比开采模式,增加割煤高度,利用围岩扰动改善顶煤冒放性能,实施超大采高综放开采,研究了硬煤超大采高综放开采成套装备,得出了工作面总体设备配套参数,优化了工作面大梯度过渡技术及端头区多设备联合支护方案。针对顶煤冒落块度大问题,研究了大运量煤流运输系统,配套采用后部刮板输送机交叉侧卸技术,配置了煤流四级破碎体系,工作面采用高可靠性智能控制采煤机,创新研发了强扰动高效放煤机构及"记忆+远程干预"放煤系统,创建了具有主动感知、自动分析、系统协同性能的安全高效的智能综放工作面,为实现年产1.5Mt特厚煤层综放开采奠定了基础。     

基于相似模拟试验的综放工作面矿压显现规律

基于综放开采技术的研究现状,建立了综放开采相似模拟试验模型,对综放开采过程进行了模拟。随着工作面推进,测量顶煤下沉量及超前支承压力的变化,进而分析综放开采工作面顶板矿压显现规律。试验结果表明：顶煤下沉量经历缓慢增加、趋于加剧、缓和、急剧加大等变化过程;支承压力在达到峰值后开始衰减,基本顶周期来压显现趋于缓和;由于支架上方“垫层”的作用,矿压显现较为缓和。     

托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理和加固技术研究

晋能王家岭煤业回采面均采用“两进一回”布置,其中上一工作面辅运顺槽复用作为下一工作面回风顺槽,为托顶煤强烈动压巷道,巷道维护困难,需对其变形特征和变形机理开展研究并提出相应加固设计。通过对动压巷道顶板离层、顶帮变形和支护构件受力的监测,结合顶板岩层窥视,掌握了王家岭煤业托顶煤动压巷道的变形特点,顶板离层主要发生在顶煤范围内。采用数值模拟,研究了顶煤厚度、动压影响程度和不同支护设计等因素对顶煤顶板变形的影响,分析了托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理,认为顶煤厚度和顶煤支护情况直接决定托顶煤变形情况,在巷道支护设计时应充分考虑顶煤顶板支护强度和刚度。根据变形特点和变形机理,结合高预应力锚杆支护技术,提出动压巷道加固设计并在井下实施。实践表明,加固效果良好。     

下分层孤岛综放工作面顶煤运移特征实测分析

针对义马煤业集团常村煤矿2107-2综放工作面的开采条件,利用深基点跟踪观测法,探讨了孤岛工作面在顶分层已采条件下综放开采时顶煤变形运移特征,对类似地质条件工作面采用综放开采时确定合理的生产工艺参数提供了依据。     

THE BASIC MECHANICS PROBLEMS AND THE DEVELOPMENT OF LONGWALL TOP-COAL CAVING TECHNIQUE IN CHINA

Since the middle of 1980‘s, the longwall top-coal caving technique has developed rapidly in China. At present, it is one of the main approaches in the thick coal seam mining. This paper describes some mechanics problems of the caving technique, such as the damage and failure of the top-coal, the strata behaviors in the caving face, and the relation of the support and the surrounding rock. In order to employ the caving technique in a widespread scope, the problems such as the caving technique in the hard coal seam, the moving and running of the loose top-coal,and the upper floating of the gas etc. should be systematically studied.     

利用矿压规律提高综放工作面单产

通过放顶煤开采矿压显现规律的介绍和分析，强调了矿山压力在综放开采中的作用，并提出了综放工作面利用矿山压力解决实际应用中出现问题的方案和实现高产高效的方法。     

复杂地质条件轻放面液压支架选型及适应性分析

液压支架是轻放开采中的主要设备之一,合理可靠的架型决定轻放面的安全高效生产。结合某矿高瓦斯较薄厚煤层的赋存特点,在对煤层顶底板分类的基础上,经过理论计算与分析,选择了适合该条件的轻放液压支架架型。