回采巷道超前无反复支护技术研究

以王家岭矿12302回风巷为背景,通过现场调研、理论分析、工程实践等方法对巷道超前支护技术进行了研究。通过现场调研分析了巷道超前支护应解决的主要问题,提出了长距离支护与无反复支护的超前支护思路;通过理论分析确定超前集中应力峰值距工作面距离为8.22 m,超前采动影响区域长度为37.09 m,结合以往现场实际监测结果,确定超前支护长度不低于40 m,考虑锚杆(索)支护系统的支护作用,确定巷道超前支护强度不低于267.38 kPa。提出了“预先主动、一次承载、协同作业、整体支护”的长距离超前支护理念,研制了ZLQ3200/18/37型超前支护运载成套装备,介绍了支护装置的主要技术参数,并结合巷道实际开采地质条件,确定了巷道长距离超前支护方案。实践表明:超前长距离无反复支护技术应用效果良好,巷道围岩得到了较好的维护,可以满足巷道超前安全支护要求。

综采工作面车载式超前无反复支护工艺研究

针对中厚煤层综采工作面超前支护工艺存在反复撑顶易造成顶板破碎、作业人员多、劳动强度大等问题,基于同煤集团塔山煤矿中厚煤层综采面顶板来压显现规律,结合理论计算设计研发了一种新型车载式超前无反复支护工艺设备,并在塔山矿完成了工业性试验。试验表明:采用巷道无反复支护设备有效避免了现有超前支架在支护过程中反复撑顶频发顶板局部垮落的危险事故,支护作业人员数量减少70%,实现超前支护机械化,验证了该工艺的减人化作业优势和先进性,为发展创建具有"本质安全矿山、高效矿山、清洁矿山"特征的新型智慧矿山提供有效途径。

沿空留巷无反复支撑支护装置关键件的多目标优化设计

为实现沿空留巷无反复支撑支护装置结构的进一步优化,提升其可靠性及使用效果,以ZLQ2826/22.5/38单跨式支撑装置为研究背景,采用SolidWorks和ANSYS Workbench对其关键元部件横梁进行了多目标优化研究。最终优化后横梁质量减少了181.3 kg,等效应力降低了12.46 MPa。现场实践表明,支撑装置优化设计方案合理,在装备结构稳定的基础上有效控制了巷道顶板下沉,可以满足沿空留巷安全支护要求。

沿空切顶自成巷无煤柱开采支护技术研究

分析了沿空切顶成巷无煤柱开采关键技术以及巷道临时支护范围,针对沿空切顶成巷巷道临时支护存在支护工序复杂,对巷道顶板反复支撑破坏,移动操作繁琐,劳动强度高,安全系数低的问题,提出采用新型巷道临时支护支架,采用数值模拟分析了临时支护支架使用效果,充分发挥临时支护支架的承载作用,实现沿空切顶成巷巷道无反复支撑,确保巷道完整性避免造成生产成本浪费,降低劳动强度,实现矿井绿色、安全、高效开采。

回采巷道交替循环超前支护技术研究与应用

为解决回采巷道超前支护效率低、支护强度不均、支护装置-围岩适应性差等问题,以塔山矿5222回风巷为研究背景,通过理论分析、数值模拟、工程类比和现场实测等方法对超前支护问题进行系统的研究,提出一种新型超前无反复协同支护技术。在分析支护装置与巷道围岩相互作用的基础上,提出采动影响区全覆盖主动支护、无反复快速支护和协同支护的超前支护理念,研制由单跨门式支护装置与多功能运载装备组成的超前支护运载成套装备,研究长距离间隔布置、由后向前交替循环移架的超前支护方式,提出由锚网索支护系统主动支护+顶板全覆盖、高工阻、可让压加强支护的协同支护原理,实现不同支护的协同互补,在超前支护区域内形成一种由锚网索主动支护系统为主、以长距离超前加强支护系统为辅的协同支护系统。建立基于支护装置-锚杆(索)协同作用的超前支护力学模型,理论分析确定初始协同支护强度为225.00 kPa,采用数值模拟和工程类比综合分析确定超前超前支护距离不低于45 m,通过理论计算和对比分析确定超前支护排距为1 800 mm,设计ZLQ2826/24.5/41.5型临时支护装置,确定交替循环协同支护方案。实践表明,在超前协同支护作用下巷道围岩变形合理,顶板离层得到有效控制,锚杆(索)支护系统得到有效维护,巷道整体支护效果良好,实现了回采巷道长距离安全、高效超前支护。最后,根据超前支护中存在的问题,提出相应改进措施。

巷道长距离交替循环临时支护成套装备关键技术研究

针对沿空切顶成巷无煤柱开采临时支护存在支护工序复杂,对巷道顶板反复支撑破坏,移动操作繁琐,劳动强度高,安全系数低等问题,研制了新型巷道长距离交替循环支护成套装备。分析了辅助运输巷道临时支护范围,确定了超前与架后成巷区域临时支护强度。采用数值模拟分析了临时支护支架使用效果,并通过实地监测,分析了超前压力的显现规律,结果表明,临时支护支架充分发挥了承载作用,实现了沿空切顶成巷巷道无反复支撑,有效保护了顶板的完整性。