中厚偏薄复杂煤层高效开采采煤机研制

针对中厚偏薄复杂煤层高效开采的迫切需求,分析了国、内外同类采煤机的现状,确定了采煤机总体结构形式及主要技术参数,研制了适应最低采高1.7 m中厚偏薄复杂煤层高效开采的MG650/1590-WD2型采煤机,并介绍了采煤机摇臂壳体、紧凑型行走系统、集中加油与集中注脂系统等关键技术以及采煤机现场应用情况。工业性试验结果表明,该采煤机整体运行稳定,实现了安全高效开采,为中厚偏薄复杂煤层矿井建设提供了重要的技术保障。

平禹四矿复杂煤层采面区域防突措施应用

平禹四矿开采二1煤层,二1煤层具有极软、较厚、透气性差、瓦斯吸附性强的特殊性,属较难抽放煤层,二1-12190工作面区域顺层预抽钻孔瓦斯浓度衰减快,瓦斯抽采不彻底,两次发生煤与瓦斯突出事故。鉴于此,平禹四矿实践应用了基于煤厚设计的底板穿层钻孔水力冲孔卸压增透技术预抽采面煤层瓦斯的技术方案作为工作面的区域防突措施,增透卸压效果良好,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。

南海东部某油田古近系复杂煤层防塌钻井液技术研究

我国南海东部海域深层古近系资源潜力巨大,但多发育风化壳、煤层,其中煤层特别是煤泥互层井壁失稳风险高,钻完井过程中复杂情况频发,极大阻碍了勘探开发进程。针对南海东部某油田古近系复杂煤层的井壁稳定技术难题,通过对煤岩微观结构、力学性能等分析,探讨了其井壁失稳机理,并提出了基于“物理封堵-化学固结-抑制水化”的“多元协同”稳定井壁钻井液技术对策,构建了适合南海东部某油田古近系复杂煤层的防塌钻井液配方。评价结果表明,该钻井液配方具有较好的流变性、滤失性、润滑性、封堵性及抑制性,抗污染性能优良,且可在一定程度上提高复杂煤层岩样的抗压强度,有利于复杂煤层井壁稳定,符合现场钻井工程需要。

高应力复杂煤层沿空巷道锚注支护数值模拟研究

为了扭转高应力复杂地质条件下沿空巷道难以支护的现状,结合桃园煤矿1036工作面沿空巷道具体地质条件和支护工程实践,采用数值模拟软件UDEC建立了离散单元计算模型,分析比较了高应力复杂煤层沿空巷道采用U29型钢支护方案和锚注联合支护方案巷道围岩的应力和位移的分布及变化规律.结果表明,锚注联合支护方案,通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,从而使围岩本身作为支护结构的一部分,承载能力得到了提高,围岩应力分布更趋合理,有效地控制了高应力复杂煤层沿空巷道的大变形,是解决该类巷道支护问题的有效途径.

复杂煤层6.2m大采高支架工况监测与分析

为解决宁东矿区羊场湾煤矿15～20°倾角复杂煤层条件下6.2 m采高支架稳定性控制难问题,对该工作面大采高支架运行情况进行了现场监测与分析。结果表明:大采高支架工作阻力呈非线性演化规律,沿煤层倾角降低方向,中下部压力较小,非来压时支架工作阻力为6 880.9 kN,工作面中上部顶板压力较大,支架平均工作阻力9 343.7 kN,满足设计要求。现场开采过程中采用留设顶煤等措施,保持顶板完整性,减缓顶板破断岩石对支架的冲击性破坏,保障了现场支架正常运行和安全连续开采。

复杂煤层采煤机滚筒载荷的数值模拟

为解决复杂煤层下工作的采煤机截齿磨损严重、缺失以及滚筒寿命低等问题,通过分析截齿与煤岩的接触位姿以及单齿的力学模型,建立了复杂煤层条件下采煤机滚筒的力学模型。为便于工程分析与应用,适当简化了截齿与煤岩的截割状态,以离散随机过程判断每一时刻截割过程中的受力状态,给出了复杂煤层下采煤机滚筒载荷的模拟算法。该模拟算法可实现任意旋转周期内滚筒三向载荷和负载扭矩的模拟,为采煤机滚筒的数字化设计提供条件。

淮北矿区“三软”极复杂煤层综采技术研究与实践

针对淮北矿区"三软"极复杂煤层赋存条件,经过近40a综合机械化开采技术的研究、试验和推广,集成创新了一套适合于该复杂条件较薄煤层、中厚煤层、厚煤层、特厚煤层和近距离厚煤层的综采关键技术,探索了一条极复杂条件矿区高产、高效和安全开采的有效途径,大幅度提高了矿区采掘机械化水平和效率,实现了"三软"极复杂煤层的安全高效综采,发展了综采技术。

开滦矿区复杂煤层综合机械化放顶煤开采技术

回顾了开滦(集团)有限责任公司复杂煤层综合机械化放顶煤开采的发展历程。介绍了放顶煤开采的3种类型,即一次采全厚放顶煤开采、预采顶分层网下放顶煤开采以及倾斜分段分层放顶煤开采。从中位放顶煤和低位放顶煤开采等方面分析了开滦集团公司在放顶煤开采技术上的探索、改革与发展过程以及在各个阶段所取得的成果,并着重阐述了特厚煤层低位放顶煤、厚煤层轻型支架放顶煤、急倾斜厚煤层微型支架放顶煤和大倾角特厚煤层放顶煤等低位放顶煤开采技术的结构与技术特征。最后介绍了开滦集团公司在生产过程中所积累的放顶煤开采工艺参数的选择以及放顶煤安全开采的影响因素等方面的研究成果。

复杂煤层露天开采的新技术

针对露天煤矿复杂煤层的地质条件，全面分析了传统的露天采矿设备、工艺形式的特点和在复杂煤层开采中存在的问题。在综合评述国内外连续式露天采矿机研制和开发现状、结构类型和系统组成的基础上，通过实例研究表明露天采矿机在复杂煤层露天开采中具有广阔的应用前景。

钢性与柔性复合支护技术在极复杂煤层巷道的研究与应用

桃园矿72煤属于大倾角极复杂围岩条件三软煤层,维护极为困难,矿用工字钢双棚和锚杆支护系列都无法取得满意的支护效果。针对72煤的支护难点是两帮和底板的实际情况,采用全封闭U型钢棚与锚注支护形式,极好地控制了围岩的变形,特别是巷道底鼓问题得到了彻底地解决,取得了理想的支护效果。

采煤机滚筒截割复杂煤层的突变分析

为研究采煤机滚筒截割复杂煤层时载荷的变化规律,在构造复杂煤层结构形式的基础上进行了实验研究。根据实验载荷建立了截割载荷的本构模型,并建立了不同结构形式煤层的力学模型。同时,根据井下实际工况建立了滚筒截煤的力学模型,基于突变理论建立了截割过程的尖点突变力学模型,获得了滚筒截煤的刚度和能量条件。分析结果表明:煤层的阻侵刚度需大于采煤机牵引系统的刚度,否则采煤机将出现强烈的振动,使得传动系统损坏;同时,煤层破碎所需的能量应不大于截割滚筒的能量释放率,否则采煤机滚筒将出现堵转现象,严重时截割电机将被损害。

湖南煤矿复杂煤层条件下实施综采对策

以湖南煤矿实施综合机械化开采工艺为工程背景,从煤矿开采技术条件、中小型地质构造探测技术、复杂煤层回采巷道布置、巷道快速掘进技术、综采过断层技术、采面快速搬家技术等方面分析了湖南煤矿复杂煤层条件下实施综合机械化采煤工艺存在的问题,并提出了解决这些问题的对策.研究结果表明,在现已成功实施普通机械化采煤工艺的采煤工作面是完全可以实施综合机械化采煤工艺的,值得从政策、资金等方面予以支持.

大倾角极复杂煤层采煤方法研究

黄兰矿区属典型的急倾斜"鸡窝状"极复杂煤层,煤层在走向和倾向上均变化很大,在厚度和倾角上也变化很大,赋存极不稳定。煤层一般在走向或倾向方向上30m内就会有变化,而且相对稳定的主采煤层也很难有在100m内不发生变化的情况。针对此复杂条件,提出"先探后采,采探结合"的开采理念,通过优化巷道布置及通风路线优化设计,开发出三种适于这类大倾角极不稳定"鸡窝状"煤层的开采方法,解决了此条件下大倾角煤层的安全开采问题,为具有南方特色的煤矿开辟了新路子。

复杂煤层地质条件下综掘技术应用

本文针对木城涧煤矿复杂煤层地质条件,进行了综掘工艺的设计,分析了影响其综掘进度和效率提高的主要因素,并提出了相应对策。

急倾斜近距离复杂煤层保护层开采的实践

介绍了保护层开采在急倾斜近距离复杂煤层中应用实例,通过对现场收集参数的分析,阐明了该类型突出煤层保护层开采的可行性。

复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒力学行为研究

为研究复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒的力学行为,基于Drucker-Prager屈服准则构建出煤岩材料的本构模型。通过对螺旋滚筒截割过程进行了数值模拟,得到了煤岩体的应力分布、截齿以及螺旋滚筒的受力变化规律。在0°~12°范围内,随着倾斜角的增加,截齿受力均值增大了30.9%。牵引速度增大使得与截齿接触的煤岩体所积聚的弹性能量和脆性增加,煤、岩体应力最大增幅分别为40.1%和9.3%;螺旋滚筒转速降低使得与截齿接触的煤岩体应力有所降低,煤、岩体应力最大降幅分别为27.0%和7.5%。牵引速度增大及螺旋滚筒转速的降低使得三向力中牵引阻力的增幅最大,其最大增幅为91.73%。螺旋滚筒载荷大小及波动随截割对象性质不同而出现明显的变化。

钻式采煤机在复杂煤层中的应用分析

利用钻式采煤机采煤,不仅可以提高煤炭资源采出率,而且由于无需人员深入工作面内部,可大幅度减轻工人劳动强度。结合河南大峪沟煤业集团炭煤矿复杂煤层实际,根据钻式采煤机的工况进行了开采方案设计,在复杂煤层进行了工业性试验,取得了较好的效果。

复杂煤层条件下倾斜长壁后退式大采高综采实践

鸡西矿业集团城山煤矿东一采区的3#层储量约800万吨,赋存条件复杂,倾角5°～15°煤层厚度4.2～4.5米。大采高综采具有生产能力大、单产高、巷道布置简单回采功效和煤炭资源采出率高等优点,是我矿高产高效现代化矿井的主要采煤方法之一。

复杂煤层回采巷道综合控制技术

淮北矿业集团童亭煤矿7煤层属典型的"三软"、"二高"煤层,巷道压力特别大,构造发育,节理、裂隙发育,小的断层构造对煤层的顶底板破坏严重,回采巷道极难维护,往往需要多次扩帮、改棚、卧底。7414工作面巷道在采用高性能预拉力锚杆+小孔径预拉力锚索+M型钢带联合支护后,有效地控制了巷道的变形,在不需要扩帮的前提下,能基本满足工作面生产运输要求,取得了良好的技术经济效益。

顺发煤矿复杂煤层水力冲孔防突数值模拟分析

为解决顺发煤矿糜棱状煤层防突问题,采用RFPA软件对水力冲孔防突进行了数值模拟分析。通过分析水力冲孔后对钻孔周围煤体形成的破坏,可知水压越大破坏范围越大;水压不变,形成的孔洞半径越大,冲孔影响范围也越大。在综合考虑该矿实际生产需要的情况下,选择4MPa的水压较适宜。在上述分析的基础上,在冲孔水压不变时,数值模拟分析了孔径为0.1,0.3,0.5 m孔洞的影响范围,结果表明:孔洞半径越大,影响范围越大,但由于糜棱煤强度小,易破坏,易突出,因此过大的孔洞易造成塌孔或煤体脱落从而诱导突出。