煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。     

采动覆岩高位离层演化特征及涌(突)水前兆信息研究

采用理论分析、物理模拟和数值模拟相结合的方法,重点研究了招贤煤矿工作面的高位离层的时空演化,并将开采期间水位变化、微震监测数据作为高位离层涌(突)水前兆信息,揭示了特厚煤层综放开采覆岩主控裂隙(纵向主导水裂隙和横向离层裂隙)演化特征及离层水害机理。以永陇矿区招贤煤矿为研究对象,黄陇侏罗系煤田永陇矿区煤层覆岩具有弱胶结、泥质含量高和单层厚度大等特点,侏罗系覆岩之上为巨厚高水压白垩系含水层,厚及特厚煤层开采时易在侏罗-白垩系交界上下形成高位离层积水;当导水裂隙与高位离层积水沟通时,形成离层水害。离层水害具有瞬时性、大流量并伴随强烈矿山压力显现等特点。研究结果表明:当工作面达到充分开采时,采空区两帮离层裂隙较为发育,中部处于压实区,最大横向高位离层位于梯形破坏区顶部;工作面上覆亚关键层的周期性破断造成工作面周期性来压、高位离层空间周期性扩张、闭合,导致宜君组水位周期性异常下降;工作面经长时间停采,恢复开采后,重复扰动覆岩诱发覆岩岩体结构失稳,导水裂缝带沟通离层空间,造成离层涌(突)水;水位突降、水位下降速率突增、微震大能量事件可作为1304工作面突水前兆信息;关键层的破断会引起微震能量事件,伴随关键层的快速回转、下沉扩大离层空间,造成宜君组水位异常下降;工作面多次复采造成覆岩自稳能力逐渐劣化严重,加快离层涌(突)水通道形成,离层涌(突)水通道逐步增大;随着出水次数增加,水位提前下降时间减少,微震能量事件能量降低,涌水量增大;采动过程中离层涌(突)水的前兆信息-白垩系含水层的水位变化以及矿井微震监测数据验证了模拟结果是可信的。     

超大采高综放工作面板裂化片帮特征及合理护帮控制

针对榆神矿区超大采高综采工作面煤壁板裂化片帮问题,基于金鸡滩煤矿超大采高综放工作面开采技术条件,采用理论分析与工程实践相结合的方法,分析了超大采高工作面煤壁板裂化片帮特征,研究了适宜的护帮板结构形式和合理护帮控制措施。发现板裂化片帮具有多种特征:板状板裂化、“洋葱皮状”板裂化、弹射型板裂化(俗称“炸帮”)和护帮板动载扰动下板裂化片帮,提出并求解了整体式和分体式护帮板承载能力曲线,将护帮板承载能力曲线作为护帮板承载性能评价指标,分别分析和对比了2种结构形式护帮板运动特性及其与煤壁结构耦合关系,从力学特性和运动学特性角度得出整体式护帮板具有承载性能优、灵活性好和结构耦合适应性强等优点,建议在满足护帮高度要求的前提下,优先选用整体式二级护帮板结构。结合工业性生产实践,对煤壁板裂化片帮特征及危害进行分析,提出并讨论了相应的煤壁板裂化片帮防治措施。分析和借鉴同一盘区相邻8.2 m超大采高一次采全厚工作面分体式三级护帮板应用情况及其对煤壁维护效果,结合7.0 m超大采高综放工作面支架-围岩结构耦合关系,认为7.0 m超大采高综放工作面宜采用整体式二级护帮板。生产实践表明:整体式二级护帮板能有效维护超大采高综放工作面煤壁稳定,便于自动化控制和工作面高效开采。     

水体下综放开采技术的研究

根据水体下开采的研究现状,在水体下适当地使用综合放顶煤开采工艺,确定合理的开采上限,可更好地提高效率,实现煤矿高产高效的目的.依据水体下开采的特殊性,确定安全开采的合理性.     

自然崩落法放矿排产品位连续预测模型

简单介绍了自然崩落法的放矿原理,阐述了劳伯斯特品位估值法的原理,针对目前该方法不能计算任意放矿阶段出矿品位的缺点,提出了连续品位预测模型,并采用VB语言和Access数据库技术实现了排产品位预测软件。     

南水北调工程十堰方滩乡塌岸预测评价

分析库岸再造的影响因素,结合十堰市方滩乡的库岸地质环境问题,采用典型稳定库岸坡度统计方法确定了不同岩性的最终稳定坡度值,选用坡角地质类比法对研究区的库岸再造问题进行工程地质评价,确定出塌岸带的宽度,从而指导移民规划工作。     

崩落采矿形成冰碛补给型泥石流相似模拟试验

崩落采矿法形成的冰碛补给型泥石流作为发育在高寒山区的特殊地质灾害类型,给矿山的安全高效开采造成了严重影响.为研究崩落空间发展过程与泥石流之间的关系,开展了相似模拟试验,模拟降雨条件下崩落采矿法的放矿过程,研究矿石、冰碛物、水等3种因素对泥石流形成的影响,结果表明:随着放矿的进行,矿石中混有地表冰碛物的量越来越多,放出的...     

厚煤层综放适宜截割采高的研究

针对厚煤层综放开采时适当增大采高后工作面原有生产系统是否能够满足生产需求为研究目的,以晋圣公司坡底煤业N2105工作面为工程地质背景,通过破、运煤运输系统分析、液压支护系统分析、排头和排尾支护系统分析以及工程经济效益分析等,结果表明工作面原有生产系统能够满足采高增至3.5 m后的生产需求,同时带来973万元的直接经济效益。     

用超细粉煤灰配制免振捣混凝土的研究

配制免振捣混凝土的关键是掺加能增强混凝土和易性的外加剂。采用超细粉煤灰作外掺料, 具有质优、价廉、利废等优点, 为免振捣混凝土的普及提供了物质和技术保证。     

无底柱分段崩落法生产系统优化研究

针对我国无底柱分段崩落法矿山开采现状,从结构参数、生产设备、生产工艺流程等方面论述了生产系统优化的原则和方法,论述了集中化开采的优化方式。