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。

深部煤巷掘锚一体化支护优化及安全保障技术

为提高掘锚护一体机组在深部复杂条件的适用性,以丁集矿1242(3)试验巷道为研究背景,提出取消锚杆、锚索组合构件思路以解决钻机对孔困难难题,进一步提升掘支效率,并提出了掘锚机组条件下的巷道围岩“护表刚化-锚固强化-应力优化”一体化协同控制技术措施。巷道顶板采用钢筋网护表内衬10#菱形金属网,走向线性锚索束安全保障支护技术,煤柱帮采用关键部位补强、注浆加固等方案,并进行了数值模拟验证。现场应用结果表明,巷道平均圆班进尺由原来的6排增加至8排,显著提升了巷道掘支效率,减人增效效果显著,实现了丁集煤矿掘锚一体机组条件下的深井煤巷掘支优化及安全有效支护。

曹家滩煤矿掘锚一体化施工工艺优化研究

针对曹家滩煤矿大断面煤巷智能快速掘锚成套装备与掘进工艺不匹配、无法实现完全平行作业等问题,为了提高掘锚一体化平行作业率,以现有技术设备为基础,开展了现场调研、跟班实测、理论分析及数值模拟,在实测掘进工作面工艺流程、人员配置、各工艺时间的基础上进行定量化与理论化研究,对截割、临时支护、永久支护等方面进行了优化。同时结合理论分析和数值模拟研究了锚杆密度、长度对巷道围岩变形的影响规律,在保证安全支护的前提下,提出锚杆减密加长的支护方案,即:在保证原有支护强度的前提下,通过增加锚杆长度和增大锚杆间距来缩短支护时间,提高支护效率,实现掘锚同步的平行作业。

煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术分析

本文将红旗煤矿18030上顺槽掘进作为分析对象,对当前巷道选择使用掘锚一体化支护情况下,支护过程中存在的需改进和提升的环节进行了分析,并结合掘锚一体机使用情况和现场地质条件,从机载临时支护、锚护装置、临时支护超前距离及顶板防护等方面进行了全面的改进和提升,从改进之后的掘锚一体化情况来看,煤巷整体的掘进效率相对于先前有了明显的提升,煤体整体处于较低的应力水平,锚杆和锚索受力的状态相对较好,这说明在对掘锚一体化进行优化和改进之后,整体取得了较好的效果。

煤矿运输巷掘进工作面掘锚一体化快速掘进技术研究

随着煤炭行业提质增效发展,各种类型的先进技术和工艺大量应用到煤矿生产工作中。当前煤矿巷道在掘进工作中,选择使用掘锚一体化快速掘进技术已经是必然趋势。本文将建新煤矿4214运输巷掘进工作面作为分析对象,对巷道掘进中出现的突出问题进行了分析,得到了掘锚工序消耗的时间偏多、掘锚设备综合影响相对较大、组织生产不够精细,非设备原因导致的停机率相对较高等问题,结合工作面地质特点,采取了巷道掘锚一体化快速掘进技术、对辅助装置进行了优化改造,全面强化巷道掘进现场的管理工作等,从巷道掘进效果来看,巷道掘进进尺稳定在了每月320m以上,相对于原来的掘进速度提升了接近150%,巷道掘进效率与支护效率均明显提升,尤其是在推动支护作业与其他作业之间协调方面,整体的优势较为突出,取得了预期的快速安全掘进和支护的效果。

煤巷掘锚一体化快速掘进施工技术

为提高18505运输巷掘进效率并为回采工作面早日投产赢取时间,提出将掘锚一体化技术应用到巷道掘进中,通过提高截割破煤、围岩支护效率等来提高巷道掘进速度。结合18505运输巷现场条件,对掘锚一体机掘进工艺以及巷道围岩支护优化参数进行分析。该掘锚一体化技术应用于现场后,18505运输巷掘进进尺可稳定到400m/月以上,实现了回采巷道的快速掘进。

煤矿EBZ160S综掘机掘锚一体化改造研究

将长平煤业公司EBZ160S综掘机改造成EBZ160M-4掘锚一体机,拓展原综掘机功能,加快掘进速度,降低工人劳动强度,集截割、装载、运输、支护于一体,一机多能,完成巷道的掘进和支护作业。EBZ160M-4掘锚一体机在五盘区胶带机巷进行工业性试验。应用结果表明:该机组可有效减少作业工序,机组遥控操作便捷高效,巷道顶板控制理想,支护效率高,劳动强度大,设备故障时间降低约20%,安全经济效益显著。

煤巷掘锚一体化快速掘进技术分析

随着矿井巷道掘进机械化程度的不断提升,巷道掘进效率及掘进速度均明显增加,然而在现有的锚网索支护条件下,锚杆及锚索支护耗时较长,在一定程度上影响巷道的掘进效率。煤矿井下常用的掘进及支护组合方式为锚杆钻机+连续采煤机、单体锚杆钻机+掘锚一体机、掘进机等组合方式。其中连续采煤机+锚杆钻机组合方式受地质条件制约明显,当掘进区域内围岩破碎时,往往需采用短掘短支方式,这样会影响巷道掘进效率;采用掘进机+单体锚杆钻机方式时,则面临辅助作业耗时长、机械化程度低以及掘进速度慢等问题;锚掘一体化机组掘进后不需要后退掘进机即可实现围岩支护,对地质条件适应性更强,同时掘进、支护自动化程度更高。

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。

机载锚杆钻机实现掘锚一体化的几点思考

悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机是适应我国国情,实现国内掘锚一体化煤巷快速掘进的发展方向。总结了国内对悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机研究现状,指出该机组具有的主要特点,分析了目前机载锚杆钻机不能有效提高煤巷掘进速度主要存在的问题,并提出通过机械化铺网和调整锚杆安装工艺等措施来解决相关问题。

采掘锚、掘锚一体化快速掘进成巷技术

根据我国煤巷、半煤岩巷综合机械化掘进生产线的现状 ,分析了目前综掘生产线存在的问题 ,从巷道掘进、支护与生产线设备配备等进行了分析比较 。

矿山掘锚一体化机中液压系统的研究与实现

针对我国矿山巷道支护作业机械化和自动化程度低的情况,设计了掘锚一体化机, 并采用综合动态法优化了液压系统。结果表明,矿山掘锚一体化机各个环节的配合程度显著提高,也大大提高巷道掘进与支护的速度与质量。

浅谈掘锚一体化技术

随着锚杆支护技术的快速发展,掘锚一体化技术已成为建设高产高效矿井的关键。简述了目前研究掘锚一体化技术的必要性、国内外现状、关键技术,以及三一重型装备有限公司在掘锚一体化技术方面的研究。

掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进中的应用

随着我国经济水平的不断提升和煤矿行业整体水平的持续进步,掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进中的应用得到了越来越广泛的关注。本文从对掘锚一体化施工技术进行简析入手,对掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进中的应用进行了分析。

高产高效掘锚一体化工作面粉尘治理实践与分析

煤矿井下生产作业过程中产生的粉尘,严重威胁着职工的生命安全和身心健康。论文以高产高效掘锚一体化工作面粉尘治理研究为主要内容,阐述了开采强度大、产尘量大的现代化矿井,必须采取有效的综合防尘措施,才能保障职工的身心健康及生命安全。

掘锚一体化快速成巷技术在澳思达煤矿的应用

以兖煤澳大利亚有限公司澳思达煤矿巷道掘进生产为例,结合澳大利亚法律法规要求和西方先进采煤国家普遍做法,介绍了以连续采煤机为核心的双巷或多巷布置下快速掘进的生产工艺技术及装备,总结了掘锚一体化快速成巷技术的优势。

煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化

结合煤矿井下特定的工况条件及对锚杆支护的不同要求,探索在多型国产煤巷掘进机上实现掘进及锚杆支护一体化。在煤巷掘进机上加装液压锚杆钻臂系统,通过机载液压锚杆钻机对掘进工作面进行安全、及时、快速支护。经实际应用表明:加装液压钻臂系统的方案灵活多样;巷道整体的掘进速度和安全性得到有效提高,掘进工效由0.4 m/工提高到1.2 m/工;对大断面煤巷围岩的支护效果改善显著,比传统支护方式减少空顶时间30 min以上。煤巷掘进机加装液压钻臂系统实现掘锚一体化技术是提高煤巷快速掘进的一条新的有效途径。

掘锚一体化技术在万利一矿的应用

通过对万利一矿2011、2012年掘锚单进水平和2012年设备综合利用率进行分析,总结了影响掘进效率的因素,并结合精益化管理理论,从巷道支护参数优化、提高设备综合利用率、激励机制等方面提出了改进方案,形成了配套合理的掘锚快速掘进工艺,提高了掘锚单进水平,实现了巷道的快速掘进。

余吾煤业掘锚一体化机组煤巷快速支护技术研究与应用

为解决余吾煤业掘锚一体化机组施工效率低、采掘接替困难的问题,以S1203胶带顺槽的施工为工程背景,采用理论分析、数值模拟及矿压观测等方法,针对原支护方案锚杆密度大、锚索长度过长和锚杆角度过大等问题,对支护方案进行了系统优化,优化后的施工方案在S1203胶带顺槽应用效果良好,巷道掘进速度有了明显提高,从7.2 m/d可提高到12.6 m/d,成功解决了该矿采掘比失调的问题。

基于掘锚一体化技术的山特维克掘锚机应用研究

分析山特维克掘锚机在国内应用现状及其电气、液压、水系统特点和其他机械特征,得出山特维克掘锚机在技术层面的优势;根据当前我国矿井开采条件,分析掘锚机在我国的广阔应用前景。