特厚煤层综放开采合理放煤工艺参数研究

针对不连沟煤矿特厚煤层综放开采放煤工艺参数确定的合理性问题,通过实测特厚煤层单轮顺序放煤时单个支架的连续放煤时间,在倾向方向基于“大、中、小、微”放煤理念确定了“大”放煤、“中”放煤、“小”放煤、“微”放煤的循环内位置和放煤间距;在走向方向通过布置多点位移计测试了不同顶煤高度、不同循环时的顶煤运移轨迹曲线,得出在倾斜方向的顶煤移动轨迹曲线方程,确定不同放煤步距时的工艺损失。研究结果表明:单放煤口充分放煤时,工作面倾向方向影响距离6~12架,倾向单架放煤影响半径平均7.6 m;循环内两端“大”放煤、中间“中”放煤、其余“小”放煤和“微”放煤交替;本架放煤在垂高12.3 m层位的走向影响距离平均4.9 m,在垂高8.3 m层位的走向影响距离平均3.8 m,拟合确定了不同放煤步距的顶煤走向运移方程,理论得出循环步距0.8 m比1.6 m减少煤炭损失694 t。研究结果为指导不连沟煤矿特厚煤层综放开采合理放煤和提高资源回收率提供依据。

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与工程实践

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速掘进面临3个方面的难题,包括全宽截割对围岩的扰动控制,软弱围岩及时高效永久支护,软弱围岩快速掘进煤帮临时支护。提出了软弱围岩掘锚一体化快速掘进的5项关键技术,包括:(1)低扰动截割技术。主要包括椭型全宽截割滚筒、截齿排布优化、截割动力学优化等。(2)减小空顶空帮距的及时支护技术。该技术是在掘锚一体化技术基础上,研制了集双圆柱导向、多连杆升降、支护油缸撑顶撑底、随动挡矸帘防护于一体的多钻机整体滑移平台,将掘锚一体机作业空顶距由2.5 m降至1 m,作业空帮距由3.5 m降至1 m。(3)软弱围岩多维度协同支护技术。综合考虑锚杆锚索支护参数间的时空协同效应和支护体与围岩的协同效应,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。(4)钻锚一体化技术。主要包括锚杆结构和力学特性、锚固剂材料及泵注技术等。(5)煤帮喷涂临时支护技术。主要包括快反应高延伸率喷涂材料、高比例精度喷涂泵送、不规则煤壁表面自适应轨迹控制、矿用防爆高精度机械臂、喷涂材料配套补给等。基于以上内容,研制了可控作业空顶距掘锚一体机,并进行了井下试验。试验表明,该装备有效缩短了作业空顶距和空帮距,实现了作业空顶距“可控”,适应于软弱围岩巷道快速掘进,掘进效率提高了1倍。

采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究

知识图谱是认知智能研究不可或缺的组成部分。针对采场矿压危害事件传统分析方法对煤矿开采过程中应力时空演化过程及隐患演化与风险防控关系等表达存在不足的问题,本文基于采场全生命周期提出一种采场矿压危害事件知识图谱表示方法:首先,从地质灾害的角度,分析采场应力及分布的动态特性,对矿压地质灾害中的各节点进行动态关联,提出顾及时空过程的采场矿压地质灾害知识图谱表示方法。其次,从事故的角度,分析采场矿压事故隐患演化与风险防控过程,将隐患耦合演化与防治措施融入知识图谱表示模型中。最后,运用Neo4j构建矿压危害事件知识图谱。结果表明:依据该表示方法构建的知识图谱,不仅刻画了灾害事件中不同对象的时空演化过程,还描述了隐患耦合演化过程以及对应的风险防控措施,为采场矿压危害的防治提供了智能研究途径。

煤矿大采高工作面片帮冒顶诱因分析及控制技术研究

厚煤层大采高工作面回采过程中时常发生片帮冒顶事故,在周期来压期间更为严重。以沙曲矿24208大采高工作面为工程背景,综合运用现场监测、理论分析和数值模拟等方法,分析造成工作面片帮冒顶的主要诱因,提出相应的防范和控制措施。结果表明,直接顶的垮落对工作面影响明显,支架载荷增大,与基本顶来压时的支架载荷相近,引起工作面不同程度的片帮冒顶;支架支护强度、截深和推进速度是造成大采高工作面片帮冒顶的主要影响因素,提出了增大支架支护强度和初撑力、控制截深和加快推进速度的防治措施,同时将劳动制度由原来的‘六—六—十二制’改为‘四—六制’,有效改善了工作面的顶板下沉和片帮冒顶情况。

深井煤矿三角煤负伪斜开采技术研究

介绍了一种精细化管理的虚心旋转回采方法对负伪斜状态下的三角煤进行回采。通过研究综采工作面回采由正伪斜状态调整至零伪斜状态,再调整至负伪斜状态过程中,工作面长度变化,设备数量变化,工序调整,设备及工作面工程质量管控的问题。运用改变机头机尾进刀比例,优化工艺流程,采用留三角煤的工艺,对设备状态进行管理,对设备姿态进行调整,安装防倒千斤顶及单体支柱辅助推移等方法,解决了以上问题,顺利完成工作面的回采工作,安全高效地回收了煤炭资源。研究成果可以运用于其他矿井相似工程。为井工煤矿在极限负伪斜开采方面拓宽了思路,提供了借鉴和参考。

矸石充填采煤工艺及配套设备研究

矸石充填采煤对充填巷内矸石运输设备有以下要求:矸石输送机在矸石充填过程中不断外移、机架不断拆除、皮带不断缩短、机尾卸矸点与矸石充填部搭接问题等.通过理论计算与分析,将现有DSP1010/650机头驱动式胶带输送机改造为机尾驱动式,并安设可伸缩带式输送机自动张紧装置;设计了矸石充填工艺,并在邢东矿井得到成功应用.试验表明:该配套设备不但完全满足矸石充填采煤工艺系统对其性能要求,而且充填效率高、性能稳定、拉紧装置的可靠性强、运行良好,解决了矸石充填配套设备影响充填速度的问题.该项技术实现了矸石井下处理与建筑物下煤炭资源的充分利用.

超长大采高综采工作面过大落差断层技术及应用

为了确保超长大采高工作面顺利过大落差正断层,采用相似材料模拟和数值模拟试验,分析了大落差正断层及不同采高、不同工作面长度条件下综采工作面围岩力学特征。试验结果分析表明,大落差断层的存在是影响工作面顶板下沉不连续、支承压力演化不均匀的主要因素,而工作面采高和长度的增加对支承压力分布的影响小于对顶板下沉的影响,工作面顶板最大下沉量与采高呈指数关系、与工作面长呈对数关系。提出了整体从上盘留顶破底调斜推进、局部辅助爆破破顶过F18断层的方法与技术方案,采用具有良好控顶护帮功能的ZZ13000-27/60液压支架,采取超高段巷道提前接顶、破碎区注浆加固等技术措施,实现了超长大采高综采面安全、快速过大落差断层,工程应用效果良好。

不规则回采面多阶段复合回采技术研究

随着煤矿开采的不断深入和规模的扩大,不规则回采面的问题日益凸显,传统的回采技术已经难以满足高要求的煤矿回采效果和生产效率。因此,提出了1种新型复合回采技术,旨在解决不规则回采面存在的问题,以优化煤矿回采效果,提高生产效率。

综采工作面过背、向斜构造技术研究

在煤矿开采过程中,经常会遇到各种地质构造,其对煤炭的安全开采具有较大的影响,因此,需要针对地质构造的情况采取合理的开采方案。结合8107工作面的具体情况,分析了综采工作面过背斜、向斜构造采取的技术方案。首先,分析了8107工作面背斜、向斜构造的情况;然后,探讨了通过构造的技术方案;最后,针对各种类型的构造制定了一系列的安全技术措施。

朱仙庄矿综放面采空区“三带”范围的确定及应用

根据朱仙庄矿873综放工作面的实际情况,沿采空区倾向布置5个测点,对采空区气体成分及温度进行测定,确定出873工作面采空区自燃"三带"的范围.同时,根据通风网络理论建立了采空区滤流场的数学模型,以极限风速法为基础,利用VB与MATLAB进行混合编程编制了采空区自燃"三带"模拟软件,可直接绘制三带图并输出两条风速等值线所对应的坐标.由数值模拟得出的工作面极限推进速度与实际情况相符.最后,根据"三带"的范围确定了现场防灭火技术的实施工艺,有效地防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采.

急倾斜煤层回采参数研究

近年来由于煤炭资源的不断开采,矿井深度增加导致煤层地质条件不断恶化,尤其是急倾斜煤层的回采工作,对开采工艺有着极高的要求。结合当前急倾斜煤层开采工艺现状,通过分析急倾斜煤层回采参数,提出一种新型斜坡短臂采煤工艺,为该类复杂型煤层的开采提供借鉴。

煤矿综采工作面过地质构造回采工艺改造提升分析

将YW煤矿一工作面回采过程中遇到的断层问题作为研究对象,在对工作面回采工艺进行优化之前,该工作面出现了明显的破岩难度大、设备损害严重等问题,结合实际地质情况,采用了深孔预裂爆破回采工艺,同时为了保证工作面回采过程的安全性,提出了“深孔注浆+管棚支护+锚棚支护”的复合型支护方案。在对工作面回采工艺进行针对性的优化后,采煤机破岩的难度随之下降,工作面回采效率涨至6 m/d,设备故障率相对于先前出现了明显的下降,下降幅度接近70%。通过对断层区域采取联合支护的方式,实现了对断层区域围岩变形的有效控制,应用效果明显。

提高综采放顶煤工作面回采率的技术措施探讨

在现代煤炭开采中,综合机械化采煤技术因其高效、安全的特点,已成为煤炭生产的主流方式。综采放顶煤工艺是1种先进的采煤技术,然而,如何提高放顶煤工作面的回采率,即从工作面中回收煤炭的比例,一直是煤炭开采技术研究的重点。深入分析了提高回采率的技术措施,包括改进工作面端头支架、优化放煤步距和高度、提升放煤工人的技术素质等。通过实践验证,这些措施能够有效提升回采率,减少煤炭损失,具有重要的现实意义和应用价值。

近距离煤层下煤层回采巷道布置方式研究

为提升近距离煤层下煤层回采的安全与效率,研究人员结合某地煤矿开采的实际情况展开研究,根据围岩稳定性分析结果,对回采巷道的布置方式进行了多角度的优化,确定了回采巷道布置方式的主要参数,而后对支护工作进行了补充说明,最后对整体效果进行初步检验。检验结果表明,本次回采巷道布置方案具有一定的可行性,预计其将具有潜在应用价值。

综采工作面回撤技术的应用研究

通过对高家梁煤矿2-2中煤层20306工作面回撤过程分析,认为回撤通道支护质量与强度和贯通时工作面与通道顶板是否平整衔接对工作面采通、回撤时的通道顶板安全管理极为重要;末采时铺网、铺钢丝绳的质量对回撤支架时的顶板安全管理尤为重要。

基于PC机的采煤工作面虚拟现实系统

利用虚拟现实技术 ,开发了一个基于微机平台的虚拟采煤工作面演示系统。这个系统利用微机版的三维图形标准 Open GL建模 ,以实时动画形式演示了采煤工作面的生产过程 ,立体视觉效果明显 。

端帮采煤方法及系统布置的研究

利用地下开采方法回收露天矿边帮境界外的残煤,实现露天与矿井开采的结合,可以大大提高矿山的经济效益.以安家岭露天矿为例,从端帮采煤工艺系统和开采方法、端帮采煤与露天采排工程的关系等方面对露天矿端帮采煤系统优化进行了研究.推荐采用台阶式开采方案,对于10 m左右厚的煤层可以一次采全高,带区采出率可达45%以上.端帮采煤与露天矿生产的关系至关重要,露天采排工程从时间和空间上直接影响着端帮采煤的年产量和采出率.

综采工作面过断层及揭露尾巷层位控制技术

为了确保工作面在过断层、揭露尾巷等常见复杂地质条件时的安全,通过加强工作面过断层及揭露尾巷时的工程质量管理,并采用现场跟踪测量高差对工作面截割层位及时调整,实现了工作面过断层和揭露尾巷的安全。实践表明:工作面在过断层和揭露尾巷时,必须加强工程质量管理,采取针对性的技术措施,才能为工作面安全生产创造条件。

综合机械化开采条件下提高块煤率技术研究

为了提高块煤率,根据赛蒙特尔煤矿的煤层地质条件和设备选型情况,从采煤机螺旋滚筒参数、生产细节优化选择以及胶带运输过程中转载点的转载方式等方面,对在生产中影响块煤率的主要因素进行了细致的研究,结果表明,块煤率在原块煤率的基础上提高了8%～10%,使该矿在市场低迷的情况下仍可实现较好的经济效益,该技术的有效实施对鄂尔多斯地区提高块煤率的技术研究提供了一定的理论依据。

小窑破坏区充填复采工艺研究

针对许多矿区存在的小窑破坏区对煤炭资源开采的严重影响,结合井工二矿特厚煤层综放工作面过小窑采空区具体条件,提出采用瑞米充填材料注浆充填小窑破坏区,这可使具有流动性的浆液自行流入松散煤堆和冒落矸石中,凝固后的充填体能有效地与煤堆和冒矸胶结,具有一定的完整性。建立力学模型,理论分析计算充填形成的再生顶板的厚度下限,计算结果的可行性在工程实践得到验证。结果表明,注浆充填复采技术是处理小窑破坏区的一种先进方法,能最大限度回收小窑破坏区遗留的煤炭资源,是符合绿色开采方向的成果。