8.8 m综采工作面回风顺槽超前支架组的分析与应用

根据8.8 m采高工作面的地质特点,研究工作面自动化超前自移支架。通过支架参数可视化模拟试验仿真分析,优化支架四连杆曲线,改善支架受力状态,研究支架纵向和横向稳定影响因素,提高支架的可靠性。解决8.8 m综采工作超高顺槽出口处的超前机械化支护问题,简化支护程序,减轻工人劳动强度,降低支架对顶板的反复支撑破坏,提高生产效率,增强煤矿生产安全性,达到综采工作面的高产高效的目的。

8.8 m综采工作面运输顺槽超前支架组的分析与应用

根据8.8 m采高工作面的地质特点,研究工作面自动化超前自移支架。通过支架参数可视化模拟试验仿真分析,优化支架四连杆曲线,改善支架受力状态,研究支架纵向和横向稳定影响因素,提高支架的可靠性。解决8.8 m综采工作超高顺槽出口处的超前支护机械化问题,简化支护程序,减轻工人劳动强度,降低支架对顶板的反复支撑破坏,提高生产效率,增强煤矿生产安全性,达到综采工作面高产、高效的目的。

迈步分体式超前支护支架组动态模拟

迈步分体式超前支护支架组作为新型的综采设备,可替代传统的单体液压支柱作为超前支护,有效地提高了综采工作面生产效率。对回风巷迈步分体式超前支护支架组按照实际尺寸进行了三维实体建模,完成虚拟装配,按实际工况实现各部件运动副的动作。在此基础上,完成了支架组的整体动态模拟。文章介绍了动态模拟实现过程和制作完成结果。动态模拟为超前支架组设计方案论证及后续售后服务提供直观依据。

莒山矿回风顺槽超前支护技术研究

以莒山矿9103回风顺槽为研究背景,在分析巷道开采技术条件和支护方案的基础上,通过理论分析确定超前支护强度不低于192.27 kPa,通过相邻工作面巷道超前实测数据分析确定超前支护长度不低于28 m,同时结合巷道锚杆支护参数确定使用ZQL2×3200/18/35型分体式超前支护支架组,并给出了主要技术参数。实践表明,使用新型超前支架组后,巷道围岩得到了较好的维护,可满足回风顺槽超前支护要求。

超前液压支架群组-锚固耦合支护力学特性研究及实验验证

为了研究超前液压支架群组与锚杆(索)耦合支护围岩的力学特性,采用中厚板理论对围岩力学特性进行描述,结合能量泛函对等效支架群组支撑力和锚杆(索)作用进行描述,建立超前液压支架群组-锚固耦合支护围岩力学模型,引入罚函数对模型边界条件进行约束,基于Hamilton原理变分获得系统控制方程。依据山西阳泉集团平舒公司温家庄煤矿15106工作面回采巷道超前支护参数,运用Ritz法对模型求解,获得锚固支护、等强支护、非等强支护三种策略下顶板变形量、弯矩、应力分布情况。通过对比3种支护策略下支护效果表明:超前液压支架群组耦合支护下顶板最大位移相对比锚固支护降低36.87%、弯矩降低35.85%、应力降低47.81%,耦合支护能够有效的维护顶板的稳定性;非等强耦合支护相对比等强耦合支护顶板最大位移降低10.29%、弯矩降低12.2%、应力降低29.53%,证明了非等强耦合支护策略对维护围岩稳定的有效性,进而提出超前液压支架群组-锚固耦合“连续渐变”非等强支护策略。采用辽宁省教育厅矿山沉陷灾害防治重点实验室设计的三维相似模拟实验台进行物理实验分析,验证“连续渐变”非等强耦合支护策略的有效性,并将实验结果与理论结果对比分析,等强支护位移最大误差7.2 mm,最大应力误差0.48 MPa,非等强耦合支护位移最大误差5.9 mm,应力最大误差0.19 MPa,考虑实验的复杂性认为误差在控制量范围内,验证所建立的超前液压支架群组-锚固耦合支护围岩力学模型的准确性和揭示耦合支护力学特性的有效性。最后,在温家庄煤矿15106工作面对“连续渐变”非等强支护策略进行现场应用实验,验证研究结果的有效性,研究结果为深部矿井围岩的安全稳定维护和智能化支护控制提供理论支撑。

薄-中厚煤层智能化综采保障技术与装备

针对西南地区薄-中厚煤层厚度变化大、走向断层发育、顶板破碎等复杂地质条件,提出了薄-中厚煤层智能化综采保障技术与装备。通过对断层上下盘破碎顶板实施注浆加固、挑顶改造,以及对沿空留巷采用锚网索联合支护+超前加固+爆破切顶+立柱挂网挡矸+滞后喷浆加固+收尾砌墙的耦合支护技术,大幅提升了巷道稳定性。设计了由8架超前支架与2架端头支架组成的横向自移式超前支架组,实现了工作面端头顶板支护与超前支架快速推进的协调配合。给出了薄-中厚煤层智能化综采工作面成套装备及其优化布置方案:当工作面两端采高小于巷道高度时,采用垫架支撑采煤机机头、机尾;将刮板输送机机头、机尾超出煤壁长度控制在800 mm,保证卧底量达97 mm,以及时清理浮煤;刮板输送机机头增设平行于底板的拖架,通过过渡支架辅助推移装置直接整体推移刮板输送机机头、机尾,有效解决了采煤机摇臂与刮板输送机互相干涉难题。提出了由端部割三角煤跟机段工序和中部斜切进刀跟机段工序组成的断层带主动预防性智能割煤工艺,利用半截深、分次截割方式,提高了断层带条件下采煤机安全割煤速度。