特厚煤层大采高综采综放适应性评价和技术原理

针对厚煤层综采(放)开采过程中遇到的技术难题,提出了大采高综采(放)开采面临的3个科学问题,建立了基于技术经济分析的厚煤层开采方法适应性评价指标体系与评价模型。基于液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合原理,建立了液压支架与围岩的耦合动力学模型及煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,提出了大采高综采(放)液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法。基于大采高综放工作面顶煤冒放性与煤壁稳定性控制的矛盾,提出了增大液压支架的初撑力及优化液压支架架型结构等方法缓解2者之间的矛盾。通过开发厚煤层大采高综采(放)关键技术与装备,实现了厚煤层的安全、高效、高回采率开采。     

7m大采高综采工作面开采关键技术研究

随着厚煤层综采技术与装备水平不断提高,大采高一次采全厚综采技术将成为厚煤层安全高效开采的重要途径。以神东矿区7m左右厚度煤层为研究背景,神东煤炭集团通过产学研联合攻关,成功研制了7m大采高综采液压支架、采煤机和三机等一系列配套设备;在7m大采高开采的过程中,不断创新总结并形成了7m大采高综采工作面开采成套关键技术,安全高效回采17个大采高工作面,生产原煤1.5亿t,提高了7m厚煤层的开采效率和回收率。     

基于Ethernet/IP综采机器人一体化智能控制平台设计

为提供煤矿综采装备成套解决方案,联合相关采、支、运等制造及控制厂家,集成综采工作面成套装备、技术和Ethernet/IP通信协议,设计了综采机器人一体化智能控制平台系统;研究了综采机器人控制技术,建立了三维环境复杂约束条件下的综采工作面控制模型,提出了综采工作面内"1人巡视、无人操作"的采煤模式;建立了综采一体化控制中心,设计了综采设备通信接口和协议标准方案,实现了综采机器人控制设备安全生产。最后,通过在煤矿综采过程中运行该系统平台,使基于Ethernet/IP综采机器人一体化智能控制平台较好地实现了安全、高效生产。     

大采高综采技术关键问题与对策探讨

基于对国内外大采高综采技术的现状和发展趋势的分析,针对大采高综采技术在实际应用过程中存在的煤壁片帮控制、工作面端部围岩稳定性控制、大采高综采设备稳定性等关键问题,提出深入研究大采高综采面矿压显现规律、不同开采方式与不同采高条件下顶板破断特征、高工作阻力条件下上覆岩层的运动规律等,为大采高综采技术的改进提供了参考。     

大采高综采智能化工作面开采关键技术研究

大采高综采智能化工作面开采是采用综采智能化成套装备一次开采全厚达3.5~8.8m厚煤层的开采技术,其具有生产过程复杂、设备种类众多、矿压显现剧烈等特点。研究指出,矿压显现特征是围岩破坏强度明显增大、支承压力与峰值明显增大和煤壁极易发生片帮冒顶等,分析了其存在的问题并提出解决思路;提出大采高综采智能开采系统是一个复杂的系统工程,其关键控制技术是工作面总控制网络技术、围岩支架耦合控制技术、高清可视化技术、快速移架控制技术和设备三维虚拟现实技术。现场工程实践的应用是对大采高综采智能化工作面开采的一次有益探索。     

河东煤业大采高综采工作面刮板机配套选型

介绍了汾西矿业河东煤业大采高综采工作面地质条件,设备配套要求,技术优势。分析了河东煤业大采高综采工作面"三机"配套要求和"两机"的选型,进行配套刮板机的选型计算与实际应用对照。     

煤炭安全高效开采技术与装备发展

基于我国煤炭工业"黄金十年"安全高效开采技术发展成就,阐述了液压支架与围岩刚度耦合、强度耦合、稳定性耦合关系理论的创立与应用;提出了大倾角煤层液压支架"自撑—邻拉—底推—顶挤"的稳定性控制策略及成套技术;解决了薄煤层超大伸缩比立柱、智能化开采技术难题,研发0.6~1.3m复杂薄煤层自动化综采成套技术与装备,实现工作面有人值守无人操作;开发了7m特大采高综采成套装备及大梯度过渡配套技术,实现大采高综采技术新突破;研发了特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备,成功实现14~20m特厚煤层安全、高效、高回收率开采。基于煤炭市场发展趋势和技术发展要求,展望"十三五"煤炭安全、高效、集约、智能化开采技术与装备发展方向。     

大采高采场力学模型及支架工作状态研究

以大采高岩层运动及应力分布规律为核心,运用“传递岩梁”理论对大采高综采工作面上覆岩体破断类型及其平衡结构进行分析,研究建立了大采高采场结构力学模型,探讨了大采高采场的覆岩结构及运动规律,详细分析了“给定变形”、“限定变形”两种力学状态下支架工作荷载即缩量确定方法,修正了大采高下直接顶及基本顶概念,确立了支架载荷的计算方法。研究表明：采高增大,直接顶厚度可能大幅度增加,直接顶中出现大跨度悬顶坚硬岩层的几率增大。影响采场矿压显现的“传递岩梁（基本顶）”范围相对减少,对采场矿压有明显影响的岩梁距采场的高度增大。准确地确定悬顶位置、厚度及可能的最大悬跨度是大采高采场顶板控制设计及支架选型计算的关键。     

上湾煤矿8.8 m综采工作面煤壁稳定性分析

随着大采高开采技术、综采设备研发制造水平的不断提高,综采工作面开采高度不断突破,向8 m及以上超大采高发展。大采高开采技术实现了采煤工作面高产高效,提高了煤炭回采率,但是随着开采高度的不断增加,煤壁片帮问题愈发凸显,大采高综采工作面煤壁稳定性已严重制约煤矿安全高效生产。针对上湾煤矿8.8 m工作面开采后的煤壁片帮情况,采用煤壁稳定性分析软件及FLAC^3D软件对影响工作面煤壁稳定性因素进行类比分析、理论分析及数值模拟分析,得出该工作面煤壁较为稳定,但仍需在合理选择支架支护强度的前提下,尽量保证液压支架护帮范围达到5 m,以适应8.8 m超大采高工作面的护壁要求。     

“十二五”煤矿开采装备技术的发展展望

回顾综采工作面成套装备技术发展过程的主要阶段,重点介绍了"十一五"期间大采高和大采高综放开采液压支架及配套装备等方面取得的重大技术突破;从高效自动化开采成套装备技术、复杂难采煤层高效开采成套装备技术和开采装备先进制造技术三个方面,对"十二五"期间高效开采工作面成套装备技术的发展进行了展望。     

综采工作面过冒顶区支护技术研究与应用

针对综采工作面顶板破碎、稳定性差的问题，提出了工作面顶板控制技术，提出在综采工作面冒顶区煤壁前方开巷道进行顶板加固、马丽散化学注浆剂加固、罗克休泡沫充填三者相结合的顶板控制技术方案并进行研究，最后在小纪汗11217综采工作面进行现场应用。结果表明，该技术创新方案有效地控制了综采工作面的顶板，工作面围岩稳定性增强，实现了综采工作面的安全、高效回采。     

切眼顶板破碎条件下设备安装新工艺

 本文就综采工作面缩采安装时,切眼遭遇极破碎顶板、压力大,随时有冒顶危险现状,及时改变支护方案,科学选取安装新工艺,打破传统综采工作面安装方式,采用倒向下架安装。解决了特殊条件下安装空间不足和安装时易引发冒顶危险问题,不但减少了费用,而且加快了安装工期,确保特殊条件下设备安装的安全。     

阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律实测分析

 寺家庄煤矿15104工作面是阳泉矿区首个大采高综采工作面,为了了解工作面矿压规律,对15104工作面进行了现场矿压实测与分析,结果表明,工作面初次来压步距为35.8m,周期来压步距为17.9m,动载系数为1.48,工作面中部来压超前于两端1~2m,支架初撑力偏低。实测结果对相同条件下煤层开采具有实践指导意义。     

木锚杆控制综采面破碎顶板的机理及工程实践

为了有效控制综采工作面破碎顶板冒落,保证综采技术的高效实施,以平顶山煤业集团五矿己17-23130综采面的地质情况为条件,运用断裂力学和岩石力学的相关知识,分析了顶板破碎的原因和形式;根据木锚杆与煤体的共同作用模型,讨论了煤体的移动对木锚杆作用规律,阐述了木锚杆控制破碎顶板的机理;提出了木锚杆控制破碎顶板的技术方案,该方案工程实施效果达到了预期目标,经济效益明显,可在类似工作面推广应用.     

含夹矸煤层综采工作面高效回采实践

为提高夹矸煤层综采工作面采出率,采用适应夹矸变化的割煤方式,依据不同夹矸层参数选择合理的作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。实践表明:利用顶板来压和底鼓作用,滚筒可直接切割煤层顶底夹矸;对于煤层中部夹矸,当普氏系数f≤4.5,厚度小于0.2 m时,可利用滚筒割落;厚度为0.2~0.5 m时,采用单排眼布置放松动炮处理夹矸,厚度为0.5~0.7 m时,采用双排眼布置放松动炮处理夹矸,1次震动炮满足2个割煤循环,实现了夹矸处理与割煤。     

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。     

三软煤层综采长壁工作面采场矿压分析

淮北矿区综采采场条件复杂，采场矿压受多种因素影响，文章研究总结淮北矿区三软中厚煤层综采工作面的矿压显现规律，为加强综采工作面顶板管理、保证安全开采提供了科学依据。     

综采工作面过空巷及穿层巷技术的研究

14214综采工作面因所采煤层与上覆煤层层间距小,顶板岩性差,顶板管理难度较大。在回采过程中又遇一空巷及与上覆煤层相通的穿层联络巷,当工作面推移至此位置时,由于其所致的空顶面积大及层位关系复杂,给工作面回采时的管理,特别是顶板的控制提出了新的要求。因此,东曲矿通过多种支护手段与措施对综采工作面过空巷及穿层巷技术进行了研究,并通过生产实践,顶板得到了有效控制,确保了综采工作面按正规循环安全顺利推进。     

综采覆岩破坏离散元数值模拟分析

采用离散元数值模拟的方法研究煤层综放开采覆岩破坏规律,对数值模型的计算结果分析得出:通过提高综采支架支护阻力,可抑制工作面控顶区附近顶板采动裂隙发育高度,使其不波及松散含水层,从而实现高承压松散含水层下,提高上限安全开采目的,为高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理解放和回收防水煤柱内所呆滞的煤炭资源提供了理论基础。     

王台矿井综采工作面处理坚硬顶板技术

为了使王台矿井XV号煤综采工作面坚硬顶板能随工作面推进而及时垮落,减轻对工作面冲击和矿压显现,采用了超前深孔预裂爆破的方式对XV号煤综采工作面坚硬顶板进行弱化处理.经过对坚硬顶板的弱化处理,破坏了顶板内部的完整性,使岩体内应力重新分布,增加和扩展了顶板原始裂隙,达到了减小初次来压和周期来压步距,坚硬顶板能及时垮落,保证了综采工作面的回采安全.