半煤岩快掘工作面机载除尘系统优化与应用

为了解决原机载除尘系统烧电机等问题,采用现场调研的方法,对机载除尘器、压缩风筒进行了优化设计。根据掘锚机截割工艺,得出除尘器可利用的安装空间;针对岩性粉尘的作业环境,采用了负压除尘的方式;采用新结构形式的过滤网,进一步提高呼尘的除尘效率;采用成熟结构参数的波纹板并优化脱水段外形,提高了脱水效率。现场应用表明:优化后的机载除尘系统全尘、呼尘降尘效率分别提升1.7%、3.7%,除尘器总体运行平稳、正常,使用过程中未出现烧电机情况。

浅埋深大断面半煤岩巷快速掘进支护技术

研究浅埋深大断面半煤岩巷快速掘进支护技术对薄及中厚煤层的安全高效回采具有重要意义。以布尔台矿12203主运顺槽掘进工作面为研究对象,采用理论分析、工程类比和现场应用等方法,对巷道支护方式和支护设计原则进行了分析,提出了巷道围岩支护设计方案。针对巷道围岩变形(顶板下沉和两帮收敛)情况,验证了支护设计方案的有效性和可行性,提高了矿井的安全高效生产,同时也为其他煤矿的浅埋深大断面半煤岩巷的支护提供了技术方案。

连采机半煤岩掘进技术探讨与实践

对连采机半煤岩掘进工艺特点和装备适应性进行了分析。通过与综掘机技术进行对比,探讨了连采机半煤岩掘进截割工序优化、装备适应性提升、截割振动控制及掘进工艺改进。相关技术和装备应用于某煤矿连采机半煤岩掘进中,取得了良好效果。

半煤岩及复杂条件下智能化快速掘进工程实践

为研究在大埋深、高瓦斯含量、半煤岩、顶底板水等复杂地质条件下的智能快速掘进,对黄陵矿业一号煤矿632回风顺槽采用掘锚一体机掘进成套装备配套、性能分析、灾害治理、智能控制等方面进行了应用分析,提出最佳的配套实施方案,形成了具有黄陵煤矿特色的智能快速掘进技术体系,实现了该巷道复杂地质条件下掘进的快速化、智能化、少人化。研究结果可在黄陵矿业一号煤矿同类巷道施工时推广应用。

极破碎围岩半煤岩巷变形破坏机理及支护控制研究

针对强膨胀性极破碎围岩半煤岩巷出现的大底臌、折帮和顶板下沉等变形破坏和支护困难的问题,运用力学理论分析、数值模拟分析和现场试验研究相结合的方法,研究了巷道变形破坏机理及其控制策略。研究表明:在原以工字钢拱架为主的被动支护条件下,巷道变形破坏受到吸水膨胀、软弱夹层、节理等弱结构面多重影响,巷道变形破坏严重。提出了"全断面锚索+金属网、钢带、梯子粱"联合支护,经过现场实践,掘进巷道在新方案支护183天后,两帮、顶底板收敛变形明显减小,变形处于相对稳定状态,达到了支护效果。

半煤岩巷道围岩破裂演化规律及控制技术

针对半煤岩大巷围岩控制问题,以吕梁矿区某矿半煤岩运输大巷为研究对象,利用FLAC3D数值软件建立巷道计算模型,分析不同埋深时半煤岩巷道围岩的塑性区变化规律,并采用钻孔窥视仪对巷道围岩破裂范围进行精细探测。结果表明:围岩塑性区随着巷道埋深的增加而逐渐增大,尤其是巷道两帮及底板部位;大巷顶板0～1.8 m及4.9～5.1 m深度附近,裂隙极其发育,1.8～4.9 m深度范围内有许多微小的裂隙。根据数值模拟及现场探测结果,选择注浆锚索+注浆锚杆+金属网的全断面锚注支护方法。工业化实验结果证明此种方法可有效控制巷道的有害变形。该研究为其他类似条件下的巷道支护提供了参考。

矿山煤岩破碎方法研究进展及展望

针对采掘装备在煤巷、岩巷工作中截割机构磨损严重、作业效率低等问题,开展了矿山煤岩破碎方法的分析、总结和探索研究。根据煤岩普氏系数将煤岩类型分为煤、半煤岩、硬岩及高硬岩,并针对目前采掘装备在煤巷和半煤岩巷中存在的问题,阐述目前铣削破岩、冲击破岩、滚压破岩及滚拉破岩等机械破岩技术与纯水射流、脉冲射流、空化射流及磨料射流等水射流破岩技术的工作原理及前沿研究现状。首先,针对煤炭开采中因夹矸、硬包裹体煤层硬度大导致采煤机截割机构磨损严重、机械化开采效率低的问题,进行了截齿破碎煤岩机理及性能、截齿磨损机理、滚筒结构创新设计等方面的阐述,指出目前煤层及夹矸煤层应突破煤岩破碎与高效截割机构设计等新技术,以解决煤层安全高效开采的难题;针对半煤岩巷进行了截齿与煤岩互作用力学模型、截齿自旋转减磨截割机理、截割机构截齿布置理论及最优化设计方法等方面的概述,结合半煤岩巷作业效率低、机械刀具磨损严重等问题,从理论、数值模拟和实验等方面分析了各种水射流冲击破岩方法工作原理及研究现状,并指出为提高复杂多变地质条件下半煤岩巷掘进装备的掘进效率,应根据截割工况设计截割机构刀具排列方式,并采用自适应技术规划掘进工作参数、掘进工艺,提高掘进装备系统可靠性、智能化及综掘工艺水平以实现半煤岩巷快速掘进;针对硬岩巷从理论、实验和数值模拟方面进行了滚刀/圆盘刀破岩机理、破岩性能、刀盘设计准则等方面的综述,进行了水射流辅助截齿/钻孔/滚刀/圆盘刀破岩及涨裂辅助破岩技术的总结,提出了液力或者机械涨裂辅助破岩是目前应对硬岩有效的方法,充分利用岩石抗压不抗拉特点实现硬岩的高效经济破碎,结合智能化算法实现钻孔与涨裂的协同作业,实现硬岩巷道的高效掘进。最后,分析了现有破岩技术的优势、劣势及其局限性,并指出了我国矿山硬岩截割技术的未来发展趋势,煤矿机械、非煤矿业机械、盾构机械破岩技术相互融合,机械与非机械多场耦合破岩技术及矿山装备智能化是实现矿山复杂地质条件下煤岩高效破碎的发展方向。

半煤岩巷围岩结构稳定性的数值模拟研究

针对半煤岩巷围岩结构特征研究其稳定性特点 ,得出了半煤岩巷不同围岩结构条件下的应力状态和变形特征 ,即围岩应力集中程度及其位置。

半煤岩巷快速掘进中巷道支护参数模拟优化研究

针对屯兰矿28107运输巷(半煤岩巷)截割阻抗大、半煤岩巷掘进速度慢、影响工作面正常接替等问题,结合实际地质条件及现有支护方式,通过FLAC3D模拟软件对该巷道支护方式进行了详细分析,由模拟结果显示,巷道锚杆排距1.0 m及1.2 m两种情况下,均能保证巷道的有效支护,且采用1.2 m排距能够改善巷道掘进中的掘支交叉问题,大幅度提升巷道掘进速度。

打通一矿深部半煤岩巷道支护优化设计及数值模拟研究

针对打通一矿W2078半煤岩运输巷围岩变形严重、支护效果差的问题,利用固压理论对W2078运输巷提出2种优化支护方案,采用FLAC3D进行模拟分析得出:方案Ⅱ比方案Ⅰ垂直位移、水平位移增加显著,由此确定了方案Ⅰ为W2078半煤岩运输巷的支护方案。

综掘工作面封闭式除尘技术的改造与应用

改变了矿井原有的湿式除尘技术,除尘风机通过吸风筒把迎头的粉尘全部吸出,使综掘工作面粉尘浓度大幅度下降,消除了煤矿煤尘隐患,改善了职工现场作业环境。

煤和半煤岩巷中深孔爆破参数与全断面一次起爆的研究

主要阐述煤、半煤岩巷中深孔控制爆破参数和全断面一次起爆,确定出合理的装药结构、起爆时差与顺序,获得良好的爆破效果和经济效益。

倾斜煤岩层条件回采巷道支护控制技术

以贵州桐梓某矿20701运输巷为工程背景,通过现场监测、室内试验,发现造成巷道非对称、大面积变形的主要原因有:原支护方式不合理,结构单元失效;巷道围岩含大量黏土矿物,易吸水膨胀、软化;巷道布置于带有倾角的煤岩层,局部区域存在大量的软弱结构面;煤体的承载能力较小。针对巷道破坏特征,提出“锚杆/索+注浆+钢筋网+U型钢”联合支护方案,通过数值模拟和理论分析得出,优化后的围岩-支护结构可视为双壳承载拱结构,多单元协同互补,减少了围岩间的膨胀破坏以及自身的变形,改善了围岩力学性质,提高了承载拱结构的承载能力,从而控制巷道的非对称变形,保持巷道长期稳定。模拟结果表明,顶、底板最大位移由289 mm降低至59 mm,左、右两帮最大位移由318 mm降低至52 mm,最大主应力由10 MPa提升至17 MPa。工程实践表明,平均收敛率为11.49%,较原方案降低了30.58%,对巷道变形的控制效果良好。

基于主应力差影响的底板应力分布状态研究

了研究上煤层中留设煤柱对底板岩层的应力传递规律影响,创新性地引入“主应力差值”作为岩层承压状态的动态指标,代替传统的垂直应力、水平应力和剪切应力的方法,摆脱了传统模型无法定量描述煤岩体变形破坏程度的研究现状,以传统模型研究为基础,得出3个应力的底板应力分布状态,而后进一步分析“主应力差”的表征特性和求解公式,最终解算模型得到底板主应力差传递形式呈“扇形扩散状”,底板约20 m内浅部岩层内应力曲线呈“双峰状”,且随着埋深增大,曲线逐渐向“单峰状”转变,在下层位煤层顶板位置主应力差基本呈现单峰,且煤柱底板中线位置破坏程度最大。

半煤岩巷道复合顶板支护设计

根据鸡西矿业集团平岗煤矿东一采区14#层煤层赋存条件,结合锚杆、锚索支护机理进行理论分析,合理选择14#层煤巷道复合顶板支护方式和支护参数;分析了复合顶板巷道帮、顶封闭式支护技术效果和经济效益。

半煤岩回采巷道围岩稳定性及控制的数值分析

针对袁庄煤矿Ⅳ622工作面的半煤岩回采巷道,为有效控制回采巷道围岩的稳定,以圆形巷道围岩弹塑性变形范围及位移场分布作理论分析,得出除考虑反映岩石自身强度等因素外,如何提高支护阻力Pi是控制巷道围岩稳定的关键;按实际地质条件建立数值计算模型,数值分析无支护状态和锚网支护及对支护承载结构进行结构补偿后半煤岩回采巷道的弹塑性变形范围及位移场分布特征,提出合理围岩控制方案。对半煤岩回采巷道围岩稳定性分析及围岩控制中合理的结构补偿位置分析具有重要指导意义。

深井半煤岩巷破坏机理及围岩控制模拟研究

针对深井高地应力半煤岩巷出现的煤岩交界处折帮、底鼓强烈、围岩稳定性差、需多次支护的问题,以申南凹煤矿运输大巷为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对深井半煤岩巷破坏机理进行分析,提出高预紧力穿层锚杆+反底拱支护技术,并运用FLAC^(3D)对比分析新方案的支护效果。

探究连采机掘进半煤岩巷效率及工艺优化

伴随近些年我国社会经济发展速度的提升,以及其在发展过程中对于能源资源消耗量的增加,使得煤炭开采工作的重要性也随之不断地提升。随着目前我国一些中厚煤层和厚煤层的开采量和强度的不断增加,我国煤炭开采工作的难度也随之不断提升,这使得其对于开车效率和工艺的要求也不断增多,对此,文章煤炭开采工作为立足点,通过对连采机掘进半煤岩巷的工作效率和工艺的研究,从而找出未来我国该行业产业的基本工作情况。

半煤岩掘进机工作稳定性分析研究

在半煤岩掘进机的各项性能指标中,工作稳定性是评价其整机性能的重要指标,直接影响着掘进机的截割性能和工作可靠性。分析研究半煤岩掘进机静止状态处于上倾或下倾坡度、沿最大下倾坡度向下行走、向上或向下截割与纵向钻进截割几种作业状态时的受力情况,得出掘进机不会发生翻倒、滑移现象,工作稳定性好,能够满足在半煤岩巷道进行掘进要求的结论。

红一煤矿半煤岩巷围岩控制技术优化研究

为保证红一煤矿半煤岩巷道围岩的稳定及煤矿安全开采,以红一煤矿运回联巷为工程背景,运用钻孔探测及数值模拟的方法,研究了试验段巷道顶板内部裂隙发育规律,并对比分析矩形断面和直墙半圆拱形巷道围岩塑性区及位移分布特征。研究结果表明:试验段巷道围岩锚固体承载结构相对较弱,直墙半圆拱形断面受力优于矩形断面,且直墙半圆拱形断面巷道变形小于矩形断面巷道变形。现场实测验证了以上观点。