巷道破底工作面机头收煤装置设计

为解决当前巷道破底工作面漏煤问题,通过对现有设备的结构特点及存在的问题进行分析,设计出一种巷道破底工作面机头收煤装置。该装置不仅可以有效地收集漏落的煤块,而且还可以提供采煤机维修操作空间,有效改善井下工人的工作环境,降低安全隐患,使得智能化工作面快速推进,从而为煤矿高产、高效提供有力支持。

综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危控制技术

工程实践表明,顶板事故在煤矿各类事故中占首要位置,已严重制约了我国现代化矿井安全高效开采。为了实现煤矿综采面坚硬顶板的安全治理,亟需形成综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危控制技术以有效解决因工作面大空间坚硬顶板垮落而影响安全生产的重大难题。基于此,通过自主创新和联合攻关,面向深部矿井坚硬顶板,开展了综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危技术研究;研发了高威力三级煤矿许用水胶炸药、填塞材料等技术与装备,形成了成熟的深孔爆破工艺,突破了厚硬顶板爆破中煤矿许用炸药威力与安全度的矛盾,解决了超深孔爆破中炸药可靠起爆等技术瓶颈问题;通过构建大空间采场覆岩-支架-围岩系统力学模型,揭示了采场大小周期来压及强矿压作用机理,提出了大空间采场厚硬覆岩多层位精准定位爆破弱化控制原理和基于爆破损伤的综采工作面厚硬顶板深孔爆破参数设计方法,形成了综采工作面厚硬顶板超前深孔卸压控制技术。研究成果在全国近百个综采面进行工程应用,未发生一起顶板事故,避免了综采面厚硬顶板发生压架、形成飓风、矿震等重大安全事故的风险,保障了综采面的安全高效生产,为综采面坚硬顶板远场解危的设计提供了理论依据并为现场施工提供了指导作用。

高效铣刀后刀面摩擦应力波传播与衰减特性

高效铣削加工过程中,受高频、断续切削载荷作用,铣刀与工件接触角度、姿态频繁变动,使得刀工界面相对摩擦力及其引起的应力波传播、衰减过程动态变化,导致高效铣削过程摩擦磨损、磨损寿命难以准确识别及预测。构建刀齿误差和铣削振动影响下的铣刀-工件动态接触关系模型,解算铣刀刀齿后刀面摩擦力,根据一维弦线理论,提出刀齿后刀面摩擦应力波传播距离、变化速率与衰减率的解算方法。结果表明,靠近刀尖处应力波峰值和变化速率更大,高效铣刀摩擦应力波衰减过程呈偏态指数型衰减。应力波解算方法的关联度验证结果表明,刀齿后刀面特征点能量与试验累积磨损深度的关联度大于0.8,验证了模型的准确性。

综掘工作面扰动拨流高效捕尘技术及配套装备研究

为了解决综掘工作面粉尘治理难题,消除粉尘爆炸的安全隐患,减少尘肺病的发生,对比了目前矿井已有的除尘系统,以香源煤业南集中轨道大巷为背景,对综掘工作面的粉尘运移规律及运移状态进行模拟分析,开发一套扰动拨流高效捕尘系统及装备,通过现场试验,除尘效率达到90%左右,在综掘工作面粉尘防治方面有着较好的效果。

澄合矿区工作面高效回采保障措施

为确保澄合矿区采煤工作面的安全高效回采,以矿区所属山阳煤矿、合阳公司、董矿分公司以及董东煤业4对生产矿井回采出现的问题为参照,从管理及技术2方面,提出适合澄合矿区的高效回采保障措施。从强化人才队伍建设、强化设备全生命周期管理、做好环境不安全因素的应对措施管理以及深入开展采煤工作面全过程质量管理4个方面入手,总结生产中的问题及处理措施,形成可复制、借鉴的管理经验。从技术上,结合近年来为解决生产过程中的问题开展科研攻关所取得的技术成果,通过注浆加固、切顶卸压、水害超前治理等技术手段,为矿区复杂地质条件下工作面开采提供参考。

薄煤层无人工作面自动化开采技术应用

针对某矿薄煤层保护层安全高效开采的需求,提出了对其2号薄煤层进行上保护层无人工作面开采的设计方案;根据2号薄煤层22201首采保护层工作面的实际情况,给出了22201无人工作面的采煤机、液压支架、刮板输送机的配套选型,详细介绍了22201无人工作面自动化控制系统的网络结构及采煤工艺。现场工业性试验结果表明,该方案可自动完成割煤、移架、推刮板输送机和顶板支护等生产流程,实现了薄煤层工作面的自动化开采。

综采工作面自动化技术

高产高效矿井的综采工作面,应用大功率多电压输出的新型移动变电站、隔爆真空智能型高及低压开关、软启动电磁启动器、隔爆组合开关、电牵引采煤机、液压支架电液控制系统、计算机安全监控及通讯系统等新型的机电设备。这些新设备的应用,保障了煤矿安全、高产高效及自动化生产。

高产高效工作面顶板走向钻孔瓦斯抽采技术

以祁南煤矿349工作面为工程背景，结合采场围岩控制理论，分析了高产高效工作面采空区上覆岩层移动及裂隙发育特征；得出工作面推进速度与顶板走向抽采钻孔在垂向上的布置高度成反比关系．349工作面项板走向钻孔参数优化和抽放效果实践表明，当工作面推进速度为5～6m／d时，顶板走向钻孔应布置在冒落带范围的岩层中，即钻孔终孔与煤层顶板垂距为10～15m，前后钻场钻孔压茬为50m，可以确保顶板走向钻孔较高的利用率，并得到很好的抽采效果，满足采煤工作面的安全生产要求．

7m大采高综采工作面开采关键技术研究

随着厚煤层综采技术与装备水平不断提高,大采高一次采全厚综采技术将成为厚煤层安全高效开采的重要途径。以神东矿区7m左右厚度煤层为研究背景,神东煤炭集团通过产学研联合攻关,成功研制了7m大采高综采液压支架、采煤机和三机等一系列配套设备;在7m大采高开采的过程中,不断创新总结并形成了7m大采高综采工作面开采成套关键技术,安全高效回采17个大采高工作面,生产原煤1.5亿t,提高了7m厚煤层的开采效率和回收率。

高压磨料水力割缝防突技术

系统地分析了高压磨料水力割缝防突技术的机理,介绍了其工艺流程和有关技术参数的研究情况,阐述了高压磨料水力割缝防突技术在突出煤层快速掘进中的防突作用,试验表明了高压磨料水力割缝防突技术是突出煤层快速掘进中的一项有效防突措施,其具有良好的实用性和广阔的推广前景。

高产高效工作面采煤机截齿可靠性研究

高产高效工作面生产方式及其所用采煤机皆有其特殊性，要基于这些特殊性采取相应的措施，提高截齿的可靠性，降低齿耗占吨煤成本中的比例，提高采煤机有效工作时间。

极复杂煤层条件下倾斜长壁大采高综采技术

针对张集矿开采高瓦斯三软厚煤层的极复杂地质和技术条件,结合倾斜长壁和大采高采煤法特点,开展地质条件保障系统、采煤方法、围岩控制理论与技术、工作面瓦斯综合治理技术、矿井生产系统可靠性及工作面参数优化综合技术研究,实现了高瓦斯三软厚煤层应用倾斜长壁大采高的安全高产高效。

高产高效综放工作面端面顶板稳定性监测

通过对支架与围岩关系的研究,分析了支架与顶板的相互作用机理,得出支架支护阻力与端面顶板下沉量p–△ld具有类双曲线关系,这种类双曲线关系是高产高效综放工作面端面顶板稳定性控制的基础。根据高产高效综放工作面的开采特点提出了端面顶板监测控制的特点和要求,开发建立了在线监测体系,现场应用取得了良好的技术经济效益。

薄煤层高产高效途径探讨

薄煤层开采一直是困扰着各级生产决策者的难题,其开采空间小,煤层生产率低,产量和效率较低,要实现高产高效更困难,所以一直不被重视。本文介绍了我国第一个机械化刨煤机无人工作面开采的有关技术条件、工艺和指标,它为我国薄煤层无人开采和高产高效实现了历史性的突破,改善了井下安全生产环境,提高了生产效率,降低了生产成本,对全国具有广泛的指导和借鉴意义。

掘进工作面高压喷雾降尘的机理分析

针对目前掘进工作面的粉尘浓度过高的原因进行了分析,对掘进工作面产尘机理以及常规喷雾降尘机理进行了研究;同时对雾流中雾粒的粒度和分散性与实际的降尘效果进行了研究,得出在不同的压力下喷雾雾流的形式,进一步体现出高压喷雾在降尘技术中的优势。

高瓦斯矿井综合瓦斯治理技术研究及应用

白羊岭矿为高瓦斯矿井,矿井瓦斯含量大,工作面绝对瓦斯涌出量为120.7 m3/min。为了有效地防治该矿瓦斯超限,特对掘进巷道采取了浅孔注水、深孔抽放的瓦斯治理方法。同时,通过对邻近层瓦斯抽采、生产工作面上隅角和采空区瓦斯进行治理,彻底地改变了该矿井瓦斯超限的现状。

高温矿井掘进工作面冰块降温数值模拟研究

为确定冰块在矿井高温掘进工作面降温中的设计参数,以大红山铜矿西矿段高温掘进工作面为对象,开展通风降温和冰块降温下掘进工作面温度场变化的数值模拟,分析冰块量、摆放方式对掘进巷道工作面附近温度场的影响。结果表明:与只采用通风降温方案相比,增加冰块的降温方案降温效果明显;当冰块摆放方式相同时,冰块量越多,有效制冷时间越长,但增加到一定程度时有效制冷时间基本不变;冰块摆放方式对降温效果有显著影响,在相同的冰块量及同一水平摆放方式下,冰块摆放高度与风筒齐平时的降温效果最佳;当冰块量及垂直摆放方式相同时,距掘进工作面越远,掘进工作面附近温度场温度的分布越均匀,制冷空间越大。

高瓦斯煤层掘进工作面水力挤排瓦斯技术

针对高瓦斯煤层掘进工作面放炮落煤时瓦斯经常超限和断电而影响生产的问题,提出了水力挤排瓦斯技术,并进行了试验,使煤体中的瓦斯在检修班内提前挤排出来,从而降低了生产班落煤时的瓦斯涌出量和瓦斯浓度峰值,均衡了高瓦斯煤层掘进工作面的瓦斯涌出,放炮落煤时的瓦斯超限问题基本得到解决,炮后瓦斯体积分数平均降低30%,掘进速度提高了22.5%,取得了显著的安全和经济效益。试验结果表明,水力挤排瓦斯技术是一项治理高瓦斯煤层掘进工作面瓦斯超限的有效技术措施,具有较大的推广应用价值。

全断面高效快速掘进工作面粉尘分布规律数值模拟

为优化全断面高效快速掘进工作面局部通风布置,改善通风除尘效果,以神华煤炭集团大柳塔煤矿52502工作面为研究背景,利用GAMBIT软件建立工作面几何模型,基于标准k-ε紊流模型和离散相DPM模型,运用FLUENT软件对长压短抽方式下的工作面粉尘分布规律进行数值模拟。结果表明:粉尘总体沿巷道回风侧分布,粉尘集中带为距工作面端头15 m范围内和巷道回风侧中下部;大断面下压入式通风有效射程为15~16 m;当前抽出式风筒左侧吸风口处于压入式风筒有效射程内,影响除尘效果;延伸抽出风筒出口位置至工作面掘进机处,能有效改善除尘效果。模拟结果对改进快速掘进工作面通风除尘系统具有重要指导意义。

美国快速推进长壁工作面开采设备发展现状

介绍了美国现代快速推进长壁工作面与设备发展现状,尤其是进入21世纪的发展情况。美国现代快速推进工作面与设备全国平均发展水平较高,各矿井差距较小;而我国工作面生产与技术装备水平表现为在地质条件优越的矿区达到甚至超过世界先进水平,无论是设备装备还是安全工效方面均取得较高的成就,但是在地质条件较差的矿区或是老矿区,煤矿装备与安全效能与美国还有较大差距。工作面发展水平严重不平衡是我国煤矿与美国煤矿的重要差距,进一步提高工作面装配水平与安全管理水平是我国煤矿发展的重要方向。