我国大倾角煤层开采技术变革与展望

大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一。在地域分布上呈现出广泛性与区域性,据不完全统计,全国25个省、自治区、直辖市均涉及该类煤层开采,在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。在赋存条件上呈现出多样性与复杂性,不同区域成煤时期不一,构造控煤过程迥异,形成了多样且复杂的开采条件,催生了不同的开采技术要求。大倾角煤层开采的技术难度大。煤层倾角导致采场围岩运动破坏呈现非对称性显现特征,支护系统稳定性控制与“三机”配套与协同、采准巷道布置与支护、工作面“人-机”环境安全保障等工作的难度显著加剧,严重制约了矿井安全高效开采。大倾角煤层开采的区域经济需求强,该类煤层赋存与生产较集中的区域多见以煤炭工业为主的资源型城市,经济结构相对单一,煤炭资源安全高效开发利用对区域能源保供、民生保障、经济保稳具有兜底作用。长期以来,大倾角煤层开采技术变革聚焦于解决“难”与“需”的矛盾,在采煤方法与工艺、岩层控制理论与技术、成套装备研制与应用3个方面不断完善、创新、发展,实现了由非机械化向机械化开采的转变,安全产效水平大幅提升,人员劳动强度大幅下降,作业环境显著改善。20世纪90年代中期,川煤集团绿水洞煤矿首次成功实现了大倾角中厚煤层长壁综采,冲破了大倾角煤层机械化开采技术“禁区”。在此示范作用下,大倾角厚煤层长壁综放开采、大采高综采、薄煤层伪俯斜长壁综采三项首创性工程实践先后取得成功。这一过程中创新了工作面非线性限位布置与调斜方式,确立了“支架-围岩”系统稳定性多维交互控制模式,研发了工作面成套装备,取得良好收效,综合机械化开采技术适用范围进一步拓宽。与此同时,大倾角煤层开采仍存在许多亟待突破的关键科学问题与技术瓶颈,导致自动化、智能化水平提升与近水平/缓倾斜煤层相较仍存在较大差距。需进一步强化倾斜层状煤系地层煤岩体采动力学行为研究,揭示其对采场围岩灾变的控制机制,并实现量化表征;需进一步阐明岩体承载结构-采场装备群组系统间的多维动态作用过程与规律,完善装备与围岩多维动态多目标协同控制理论与技术基础,实现技术转化应用。在科学问题取得突破的基础上进行采煤方法、回采工艺、岩层控制、成套装备的系统性技术创新与研发,破解大倾角煤层开采安全-产效双提升的制约技术瓶颈,使大倾角煤层综合机械化开采倾角上限在有可靠技术保障的前提下向上延伸(扩展),为实现自动化、智能化开采奠定基础。

大倾角大采高工作面上出口行人防护研究与应用

采煤工作面上出口作为工作面压力显现集中区之一,不但是人员、设备、材料的集中区,还是人员、设备和材料进出工作面的交接口。上出口行人防护对人员和设备安全的至关重要。针对上出口顶板倾角大、巷道高度变化大、高帮与巷道底板高差大、空顶面积大等问题,研究一种新型行人防护支架,以达到保证行人安全的目的。

大倾角煤层智能化监测监控装备研发与应用

通过对大倾角工作面的功能配置、监测办法、工艺匹配等问题分析,以采煤机记忆截割、液压支架跟机自动化和可视化远程监控为基础,以智能控制软件为核心,实现了在地面或巷道集控中心对综采设备的智能监测与集中控制,确保工作面截煤、推溜、移架、运输、除尘等智能化运行以及工作面连续、安全、高效开采。通过对支架功能精准监测,配合智能化开采工艺手段,实现了大倾角综采自动程序操作,跟机率达到80%以上。

急倾斜煤层综合机械化采煤上下端头支架应用技术研究

绿水洞煤矿的急倾斜综采工作面,平均倾角为49°,为解决急倾斜工作面下顺槽安全威胁和上、下出口支护等主要技术难关及配套运输问题,由广能嘉华公司自主研发的急倾斜综采上、下端头支架,成功应用于绿水洞矿急倾斜综采工作面,为急倾斜综采工作面的端头支护提供了应用实践和科学实验,为最终解决急倾斜综采工作面端头支护指明了方向。

急倾斜工作面导向式架前挡矸装置设计

针对传统急倾斜工作面架前挡矸装置出现的稳定性差、适应能力弱及千斤顶活塞杆和密封件易损坏等问题,设计了一种急倾斜工作面导向式架前挡矸装置,有效地解决了传统急倾斜工作面架前挡矸装置出现的一系列问题。

薄煤层综合机械化开采成套设备研究及应用

为攻克薄煤层由于空间狭小带来的"三机"配套困难技术难题,对薄煤层综合机械化成套设备进行研究,成功研制最低采高0.8 m的薄煤层双滚筒采煤机综采成套设备,实现工作面双向割煤、自开缺口、跟机及时移架支护顶板,对断层等地质条件变化适应能力强。

带式输送机同步支撑滚轮调心托辊的设计与应用

针对目前带式输送机中输送带跑偏问题,对传统回转式调心托辊的自动纠偏原理、纠偏效果、结构特点等方面进行分析,找出其纠偏效果不理想问题的根源,确定了一种平衡回转中心两侧受力点的设计思路,设计了一种带式输送机同步支撑滚轮调心托辊。现场应用表明,该技术为输送带提供了更快速、灵敏的自动纠偏能力,甚至强制纠偏能力,纠偏效果明显,具有较高的推广价值。

集贮线放线一体的双向电缆拖缆车设计

为了解决煤矿运输系统不影响智能化综采工作面连续推进的问题,设计了一种集贮线放线一体的双向电缆拖缆车。电缆拖缆车安装于可伸缩带式输送机的机尾轨道上,大贮线放线机构上的电缆线与巷道铺设的电缆线头相联;小贮线放线机构上的电缆线与转载机电缆线头相联。该电缆拖缆车可同时对2种不同用途的线缆进行贮存,能根据需要快速进行放线,能避免电缆线沿地拖曳,不仅降低了安全隐患、提高了采煤生产效率,而且美化了现场作业环境。

自移管缆拖移装置设计

随着煤矿开采机械化水平越来越高,掘进和回采工作面两巷采用人工和绞车回撤和拖动电缆、水管等已不能适应工作面高效生产的需求,表现出效率低、容易对电缆造成伤害以及安全隐患多等问题。为了解决这些问题,设计了一种利用吊挂在巷道顶板悬空轨道自移的管缆拖移装置。

煤矿机械制造企业的市场营销分析

在市场竞争不断增强的环境下，煤矿机械制造企业所面临的竞争压力不断提升，如何做好市场营销、保障产品的有效销售成为了企业研究的重要课题。本文基于这一背景，简单阐述了煤矿机械制造企业实施市场营销的重要性，分析了其营销特点，并在此基础上针对营销要点展开研究。旨在优化煤矿机械制造企业营销模式，提升企业市场竞争力。

薄煤层智能化综采装备及开采工艺实践

针对叙永一矿薄煤层的顶底板软、采高低、地质构造复杂、瓦斯灾害治理难度大等特点,围绕智能开采的少人化、安全性、提效等目标提出解决思路,从装备选型、控制方案、采煤工艺等方面进行研究,液压支架状态监测系统很好地与采煤工艺相匹配,达到了减人提效目标,实现最低采高1.2 m,使用效果良好。

急倾斜松软厚煤层智能化综采液压支架优化研究

为解决川煤集团急倾斜松软厚煤层综采存在的问题,在原大倾角、大采高支架可靠防倒、防滑和防飞矸的基础上,对分体运输搬家倒面安装困难导致开采效率不高的问题进行分析研究,优化设计了ZY5400/18/48JD大采高大、伸缩比支架,实现整机安全运输,适应软底开采;依托智能化综采技术,实现急倾斜综采支架防倒、防滑精准控制和支架姿态管理;优化支架适应性,采取伪俯斜开采工艺,减少煤壁片帮和工作面飞煤、飞矸,保障工作面人员及设备安全,实现安全高效开采。

大容量环保型矿用电机车研制

针对当前矿用铅酸蓄电池机车在安全、环保、寿命等方面存在的问题,结合大容量新能源蓄电池技术,从电机车内部结构层层优化改进,形成系统化设计,研制了一种大容量、环保型矿用蓄电池机车。工业性试验表明:设备性能稳定、安全可靠,具有充电快捷节能、续航里程长、循环寿命长、免维护、无污染等优点,为矿山长距离运输提供一种新技术途径。

基于变频调速系统的急倾斜采煤机机载电控箱设计及应用

针对急倾斜工作面采煤机非机载电控箱远距离变频配电干扰大、牵引负载分配不均衡的问题,自主研发适应60°急倾斜煤层的采煤机机载电控箱。该电控箱采用机载一拖一和能量回馈型的四象限运行交流变频调速系统,实现了急倾斜煤层下负载均载控制。该电控箱结构尺寸小、强度高,适应60°倾角煤层及复杂地质条件工况开采需求。通过现场工业性试验,运行状况良好,故障率低,成功解决了急倾斜采煤机非机载变频器开采的技术难题,具有良好的经济效益和社会效益。

跨机型刮板转载机关键零部件互换性设计

针对国内专业生产厂家设计生产的刮板转载机机型多、关键零部件(易损件)互换性差的问题,通过多年的技术沉淀,创新设计机头架与机尾架结构实现了链轮组件、分链器与刮板链关键零部件在SZZ730型与SZZ764型刮板转载机上的互换。降低了生产单位与用户的生产管理成本,提高了设备的适用性,为煤矿高产高效生产创造了条件。

防爆特殊型电源装置蓄电池监测系统设计

为了保证DM935KT矿用特殊型阀控式铅酸蓄电池的安全使用和使用寿命,设计了防爆特殊型电源装置蓄电池监测系统。监测系统对蓄电池极柱温度、壳体温度以及电压信号进行采集,通过蓝牙无线信号传输,使控制箱对电源装置在充、放电过程进行监测和报警。实现了电源装置中蓄电池状态的在线监测,极大地方便了煤矿对电源装置的管理。

大倾角及急倾斜工作面的液压支架快速安装关键技术研究

针对大倾角、急倾斜工作面液压支架下放存在的操作难度大,安全隐患多等问题,提出了一种适用于类似条件下的液压支架快速下放、安装关键技术,并从设施、施工方案、关键点等方面对该项技术进行了详细阐述。

智能化煤矿井下新型往复式给煤机设计

给煤机作为煤矿生产运输系统的关键设备,在煤矿智能化机械生产中占重要地位,在使用过程中能否可靠、稳定的运行直接影响煤矿运输环节的效率。在传统结构往复式给煤机的基础上,研究适用于煤矿井下煤仓、矸仓的永磁直驱新型往复式给煤机,智能控制给煤量大小。

复杂井巷条件下带式输送机新技术的应用研究

带式输送机是煤矿井下运输的关键设备。研究带式输送机的工作原理及对煤矿井下各种恶劣条件的适应性,发现不足并进行改进。重点介绍了永磁直驱技术、小半径转弯技术等新技术在带式输送机上的应用。应用安全、高效、绿色环保的新技术符合国内煤矿企业生存与发展的共同要求,具有重大的现实意义。

基于智能化综采工作面矿用乳化泵变频控制系统的设计

在智慧化矿山建设中,智能化综采是极为关键的一个组成部分,为实现智能化综采,对电液控制系统进行可靠有效监控是极其重要的任务。设计一套矿用乳化泵变频控制系统,实现对液压系统的实时数据检测、恒压控制、设备热备用,可有效提高生产效率,提升设备智能化水平。该系统为乳化泵变频控制提供了一种新的可靠的技术手段,使得数据通信、设备控制更加稳定、高效。