7.2 m采高厚煤层采煤机的设计思考

从整机稳定性设计、轻量化设计、滚筒减重优化设计、摇臂壳体减重优化设计、重型行走系统优化设计和大采高大功率采煤机破碎机设计等方面对7.2 m采高厚煤层采煤机的设计进行分析。认为MG1000/2540-GWD采煤机性能好、设计合理,能够满足国内煤矿企业高产高效的采煤需求。

10m超大采高智能化开采关键技术及装备研究

通过调研陕西陕煤曹家滩煤矿业有限公司22煤层赋存条件,探究了超大开采空间矿压显现规律及超高煤壁片帮特点,总结了超大采高综采工作面围岩控制关键技术,分析了超大采高综采工作面端头区支护特点,提出“大梯度+小台阶”端头区过渡模式,实现了综采工作面中部到两端头巷道6 m高差的短缓过渡及端头区三角煤高回收率支护;基于综采工作面智能化成套开采装备选型配套,研发了适应10 m超大采高综采工作面的成套开采装备,实现了超大开采空间安全防护、特厚煤层高效截割、超大运量煤流顺畅运输;搭建工作面“采支运”一体化智能协同作业控制系统及多源系统集成与数据融合分析平台,支撑10 m超大采高综采工作面安全高效开采。

底层大采高综放全厚开采20m特厚中硬煤层的物理模拟研究

根据酸刺沟煤矿6–1#煤层的赋存条件,运用1∶30的大比例物理模拟试验,研究底层4.5m大采高综放全厚开采20m特厚煤层顶煤和顶板垮落特征、采空区垮落矸石的碎胀特性和堆积角、支架的工作阻力、煤炭回收率以及煤壁前方支承压力作用特征等。研究结果表明:(1)底层大采高综放全厚开采20m特厚中硬煤层,在技术上是可行的。(2)根据顶煤、顶板垮落特征,工作面的开采过程可分为初采阶段、过渡阶段和正常放煤阶段。在初采与过渡阶段,煤炭回收率n随工作面推进距离L的增加呈对数规律提高。(3)进入正常放煤后,顶煤放出率可以达到70%,工作面采出率可以达到75%。顶煤放出率随顶板岩梁的垮落呈周期性变化。(4)在支架后方会出现大厚度顶煤悬伸,顶板周期性垮落时会发生大高度切顶现象,要求支架有足够的抵抗顶煤、顶板断裂产生的向后旋转作用力。(5)为确保安全和顶煤及时垮落,应实施预爆破或预注水弱化顶煤措施。

综放全厚开采20m特厚中硬煤层数值模拟研究

针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。

薄煤层M形工作面连续旋转开采技术

为解决不规则工作面难以布置长壁开采设备和实现高效开采的难题,以大社矿94064工作面为背景,应用数值模拟、理论分析等方法,对采场矿压显现和覆岩移动规律进行研究,开发了M形工作面连续旋转开采技术。研究结果表明,薄煤层野青灰岩顶板不破断,以连续缓慢下沉为主,提出了基于顶板连续缓慢下沉为主的"限定变形"顶板载荷估算方法;提出了针对M形工作面的开采工艺,工艺中续(减)支架、延长(缩短)刮板输送机、调斜比例控制、高档支护补充4个环节协调有机配合,使工作面多次连续大角度旋转,实现薄煤层M形工作面不搬家、不倒面直接推采的综采技术,节约了搬家倒面和新开切眼的经济成本。

山丘地形对浅埋7.0 m采高综采面矿压显现的影响

为分析山丘地形对浅埋煤层大采高综采面矿压显现的影响,以上湾煤矿12205综采面为例,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,研究综采面过平直与山丘地形下矿压显现的异同。通过应力传递力学模型确定山丘坡度、高度为矿压显现主要影响因素,进而利用数值模拟分析坡度、高度对矿压显现的影响。研究表明：与平直地形相比,工作面经过山丘地形时支承压力峰值、峰值点位置和影响范围均增加,大于30°的山丘坡度或大于30 m的高度,可能引起强烈的矿压显现;同时现场实测表明在山丘地形下（坡度45°,高度50 m）矿压显现较为强烈,证明了理论分析与数值模拟的可靠性。

8.8m智能超大采高综采工作面关键技术与装备

为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题,以上湾煤矿首个8.8 m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象,利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段,在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关,形成了一套8.8 m超大采高一次采全高综采关键技术。实践证明:采取的巷道支护、采场矿压监测、三角区顶板控制、支架自动增压补液、防片帮、防漏矸、回采工艺、工程质量控制以及信息化等技术,保证了综采面安全高效回采。8.8 m超大采高一次采全高综采设备选型及配套合理,不仅能够满足综采面生产、支护以及运输需要,而且生产能力显著提升。该综采工作面与同煤层7 m大采高综采工作面相比,可多回采煤炭405万t,采出率提高了20.2%。该成套装备、工艺及关键技术的研发和应用,为类似条件下特厚煤层的开采提供技术指导和借鉴。

8 m大采高综采工作面关键回采技术研究

为解决8 m厚煤层安全高效开采的问题,以补连塔煤矿首个8 m大采高为研究对象,通过联合技术攻关,形成了一批具有神东自主知识产权的关键技术。重型设备配套总功率达到13 009.4k W,装备技术水平得到进一步提升;在围岩控制方面,形成了大断面巷道支护技术、高压水致裂初次放顶技术、超强大阻力支架支护技术,总结出了超大采高矿压规律;在回采方面,形成了双支架垂直过渡工艺,提高了资源回采率;在信息化技术方面,形成了设备动态监测、数据采集等多种技术。通过一系列关键技术的应用,实现日产4.48万t,具备年产达1 550万t以上的生产能力,回采率达98.12%,为类似条件下8 m厚煤层开采提供技术指导和借鉴。

7.0m大采高工作面覆岩破断及矿压显现规律研究

为解决神东矿区7.0 m大采高综采工作面的安全高效开采问题,采用现场实测、理论分析和物理模拟的手段,对19个特大采高工作面的矿压规律和关键技术进行研究。研究结果表明:特大采高工作面矿压显现较普通采高工作面更加强烈;由于特大采高工作面采高明显增大,覆岩第一亚关键层易进入垮落带,难以形成"砌体梁"结构,而呈"悬臂梁"结构周期性破断,形成工作面的周期来压,其持续长度与支架控顶距接近,较关键层"砌体梁"结构来压持续长度明显偏大;并且随着埋深的增大,高位关键层的破断对特大采高工作面矿压显现的影响也逐渐加大,多关键层的同步破断显然会传递更大的覆岩载荷,进而加剧了工作面矿压显现。针对特大采高工作面的矿压显现特征与特殊的覆岩破断规律,建立了支架合理工作阻力的确定方法,研发了特大采高工作面开采设备,开发了大断面巷道支护技术、强制放顶技术和末采快速贯通技术,实现了特大采高工作面的安全高效开采。

开采4～8m急倾斜煤层新型放顶煤自移式液压支架

急倾斜煤层赋存条件复杂,开采难度大,特别是开采4～8 m厚的急倾斜煤层一直以来都没有得到很好解决。介绍一种新型放顶煤液压支架,可以比较好地解决4～8 m急倾斜煤层的开采。

开采4～8m急倾斜煤层运输设备选型及布置方案探讨

开采4～8m急斜煤层,采用F3200/17.5/27F型放顶煤液压支架。根据工作面开采方法,依据支架宽度、煤层厚度、支架数量以及顺槽输送机安放位置,对扩巷工作面及放顶煤工作面上输送机选型及布置方案进行了探讨。

7 m厚煤层MG1000/2600-GWD型采煤机研制

分析了7 m厚煤层采煤机需求现状,提出了7 m厚煤层采煤机开发思路,确定了MG1000/2600-GWD型采煤机主要技术参数,介绍了该采煤机主要结构组成和技术特点,研究了7 m厚煤层采煤机关键技术。工业性试验结果表明,研制的MG1000/2600-GWD型采煤机各项指标均符合预期,较好实现了7 m厚煤层的开采。

开采4～8m急倾斜煤层工作面超短刮板机的设计与应用

开采4～8 m急斜煤层,采用F3200/17.5/27F型放顶煤液压支架。由于支架宽度、煤层厚度、支架数量以及运输平巷刮板输送机安放位置,使得超短刮板输送机长度有2.5 m、5 m、8 m。其结构与性能与现有刮板运输机相比有不可替代的优点。

7m大采高综采工作面导水断裂带发育规律研究

为研究西部浅埋煤层大采高综采条件下导水断裂带的发育规律,以大柳塔煤矿5-2煤层7m大采高综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论计算分析、钻孔冲洗液漏失量分析和数字全景钻孔成像观测等方法。结果表明：导水断裂带发育高度与覆岩赋存结构类型、工作面长度以及主关键层位置距煤层高度等因素有关,工作面尺寸的变化对覆岩导水断裂带影响较大,同样7 m大采高条件下,工作面长度为147.5 m时,导水断裂带发育高度为68.76 m,为采高的9.82倍;工作面长度为301m时,导水断裂带发育高度远超出理论值,断裂带高度为137.32 m,为采高的19.62倍。5-2煤层采后实测导水断裂带发育高度为68.76-137.32 m,裂采比为10.1-20.2。

垦利M构造煤层录测井识别方法

渤海湾盆地古近系沙河街组地层岩性主要为砂岩和泥岩,以往资料显示煤层不发育,但在垦利M构造实钻中发现该层普遍发育煤层,由于煤层的录井和测井响应特征与垦利M构造钻遇砂泥岩时的特征有很大的相似性,单纯依靠传统经验分析法既不能识别煤层,也不能准确地进行岩性归位,影响了地质作业质量。通过对垦利油田已钻8口井的录井和测井资料分析,尝试应用快速识别煤层的岩屑特征法、工程参数变化幅度法、气测异常倍数法等录井方法和自然伽马数值法、电阻率相对值法、孔隙度"两高一低"等测井方法,在垦利M构造5口井见到成效,剖面符合率提高了8.5%,对油田高效开发具有重要的意义。

皖北矿区1.2~1.8 m较薄煤层智能化综采总体配套研究

针对国内1.2~1.8 m较薄煤层综采工作面设备配套使用特点及实际使用情况,分析了现有较薄煤层综采工作面设备配套能力及使用效果。针对皖北矿区特点,提出了合理的较薄煤层综采工作面配套方案。

年产千万吨300m长综放工作面开采技术

为实现矿井年产千万吨的目标,以平朔井工一矿浅埋深、两硬条件下的特厚煤层为例,介绍了采用国产成套装备为主的300 m长综放工作面安全高效开采技术,结合工作面矿压显现、支架适应性、顶煤冒放性等指标,评价了特厚煤层千万吨300 m长综放工作面安全高效开采效果。结果表明:采用300 m长工作面综放开采的采煤方法,确定割煤高度为3.8 m、放煤高度为8.7 m,通过合理配套工作面设备,工作面平均日产4万t左右,平均月产108万t,最高月产118万t,平均年产1 200万t以上,工作面采出率88.98%,实现了单工作面年产1 000万t以上的目标。

最小采高1m的薄煤层大功率采煤机的设计

介绍了薄煤层开采和综采技术的现状,分析了最低采高1 m的薄煤层综采的技术难点和国内主要薄煤层采煤机的技术特点,设计了一种适合1 m采高的大功率薄煤层采煤机,并详细介绍了该采煤机的主要技术参数和主要特点以及市场应用情况。

MG450/1100-WD型薄煤层大功率采煤机研制

分析了国内外1.3~2.0 m采高薄煤层采煤机的技术现状,研制了一种适应于1.3~2.0 m采高的薄煤层大功率采煤机,详细介绍了MG450/1100-WD型采煤机的主要技术参数、关键技术研究和应用情况。该采煤机的研制成功大大提高了薄煤层工作面的开采效率。

适应1.3~1.8 m煤层高效开采自动化采煤机研制

针对开采1.3~1.8 m国内外采煤机的发展现状,提出了一种适应1.3~1.8 m煤层高效开采自动化采煤机的总体布置,并介绍了其主要技术参数及特点、创新点及关键技术,应用结果表明:项目开发的适应1.3~1.8 m煤层高效开采自动化采煤机是目前国内外适应1.3~1.8 m煤层装机功率最大、满截深牵引速度最快、自动截割适应性最强、截割精度最高的采煤机,其主机参数先进且能够实现全工作面自动化运行。针对1.3~1.8 m的煤层,产量可达到300万t/a以上,非常适用于较薄坚硬煤层及复杂地质构造的较薄煤层高效自动化开采。