大采高工作面端头静态胀裂切顶技术研究

大采高工作面回采过程中,端头后方顶板不易及时垮落。优选适应性高、安全高效的大采高工作面端头切顶技术与工艺,对于煤矿安全生产具有一定现实意义。通过对高效煤岩静态胀裂剂性能和现场工程应用实践的不断探索和深入,以大柳煤矿1405大采高工作面隅角悬顶问题为研究背景,采用高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术,通过优化设计钻孔关键参数及数值模拟分析等技术手段,构建一套适用于大采高强矿压工作面的静态胀裂切顶技术与工艺,使端头顶板实现定向垮落。经实践表明,高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术保证了顶板及时垮落,有效防止了端头处坚硬顶板悬顶距离过长对巷道内超前支护段造成强矿压影响。

综采工作面自适应截割路径规划算法研究

三维空间信息是智能开采的关键信息,目前的智能化开采面临煤岩层三维信息不精准,缺乏实时高精度感知技术等问题。为解决基于记忆算法的截割技术精度较差的问题,提出了三维高精度动态地质建模方法,自适应截割路径规划方法与动态修正技术,并对比了记忆截割技术与自适应截割技术的精度差异。结果表明,基于数据收集与修正技术、三角网与似直三棱柱建模方法可以建立高精度的三维地质模型。通过在创建的可视化三维交互式管控平台中引入惯性导航技术,最终实现综采工作面的自适应截割和实时动态修正。经过与记忆截割技术的对比验证,自适应截割技术会约束采煤机自动调整前后滚筒调整量,适应煤层地质形态的高低起伏变化,实现自适应截割。

大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术

为控制大采高综采工作面煤壁片帮,通过理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法。研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理,在此研究基础上,根据淮南张集矿1215(3)大采高综采工作面具体条件,提出了俯斜开采、采用高阻力结构合理的液压支架、加快工作面推进速度、加固煤壁和及时带压移架等控制煤壁片帮技术,应用实践表明,控制煤壁片帮效果良好。

5.0m大采高综采集约高效技术集成研究

自试验成功5.0m大采高综采后,为提高其整体技术水平,展开了其保障技术集成研究。即优化开采设计参数,深化矿井运输环节技术改造,开展大采高综采装备升级改造研究和相配套工程技术集成研究等,以充分发挥大采高综采整体效能,并拓展大采高综采在特殊条件下的应用范围。实验成功表明,通过技术创新和新设备、新工艺应用研究等,大幅度提高了综采工作面单产水平和工效,产量达到282万t/a,原煤生产全员工效达到15.6t/工,大采高综采集约高效技术水平得到大幅度提升,各项经济技术指标得到了很大提高。

中国煤矿现代化开采技术装备现状及其展望

总结了近10年来中国煤机装备先进的技术成果,以及大采高综采、大采高综放开采、短壁开采等现代化开采技术现状及其应用。我国现代化开采方法与煤机装备的协调快速发展,大幅推进了煤矿"高产、高效、安全、洁净"的发展进程,形成了具有中国特色的现代化开采技术与装备体系。对中国煤矿现代化开采技术与装备的发展趋势进行了前瞻性展望,认为我国现代化开采技术在快速发展的同时,工作面装备智能化技术,成套装备系统高可靠性综合技术,安全、环境与采煤协调开采技术,高强度开采条件下围岩活动规律等仍需进行进一步深入研究。

我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势

介绍了国内外大采高综采技术装备现状,分析了我国综采工作面主要装备与国外存在的差距,指出了我国大采高综采技术与装备的发展趋势。

基于等压开采的大采高综采工作面过空巷防冒顶技术

针对神东矿区浅埋煤层大采高综采工作面过空巷过程中发生的冒顶和压架事故等问题,采取支护强度计算和现场矿压显现分析等手段,总结提出了等压开采技术,详细阐述了等压开采技术的定义、顶板活动规律、机理以及等压距离的确定,并在哈拉沟煤矿02209综采工作面过空巷进行了现场应用,结果表明,采用该技术可以有效防止大采高综采工作面过空巷期间发生漏矸、冒顶、压架事故。

大采高综放工作面交叉侧卸配套技术及应用

针对国内综放开采后部刮板输送机采用端卸,导致工作面机头和机尾部放煤效果差的情况,根据东滩煤矿1306工作面的地质条件,介绍综放工作面交叉侧卸总体配套技术,提出综放工作面后部输送机采用交叉侧卸方式,实现前后部机头、机尾中心距与中间段中心距一致,介绍了研发的新型综放工作面端头、过渡支架和巷尾支架。试验表明,交叉侧卸方式可改变现有综放工作面端头区的配套模式,能完善综放工作面端头部的支护效果,提高回收率。

高瓦斯矿井硬岩巷道掘进中爆破技术研究

高瓦斯矿井的硬岩巷道爆破掘进,采用斜眼不同阶微差深部掏槽爆破技术能增大掏槽深度和体积,掏槽眼为大直径药卷,周边眼为小直径药卷,采用串并联网路全断面一次起爆,达到快速掘进的目的,巷道成型好有利于巷道的支护。

超大采高智能化综采成套装备及系统集成

研发了工作阻力为20 MN的超大采高液压支架及电液控制系统,提出了智能化大功率采煤机系统的参数要求,研发了基于变频控制的智能刮板输送机系统,并利用智能化集成供液系统保证了超大采高工作面液压支架快速跟机移架,为单一工作面实现产量15 Mt/a奠定了基础。通过视频监控系统、三机语音通讯系统及高可靠性工作面高速网络平台,实现了以工作面顺槽监控中心为基础的综采设备智能化集成设计,推动了我国煤矿厚煤层智能化开采技术的发展。

高强度开采条件下巷道切顶护巷技术研究

针对厚煤层、高强度开采条件下的沿空巷道围岩变形严重、维护困难的问题,以布尔台矿42203工作面为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究沿空巷道围岩变形特征,提出采用定向预裂爆破技术进行切顶卸压,以保护临近采空区的巷道。基于不同切顶高度条件下的巷道状况模拟结果发现,切顶后明显改善了巷道围岩应力环境,并确定合理切顶高度为21 m,定向预裂爆破钻孔间距为1.6 m,装药密度1.2 kg/m,钻孔角度向采空区方向偏15°、向回采帮偏5°;最终在现场进行试验。结果表明,切顶后巷道两帮移近量86 mm,顶板下沉量55 mm;采用切顶护巷技术对沿空巷道起到了较好的保护作用,能够满足安全生产需要,同时也为类似矿井切顶卸压工程试验的实施提供借鉴。

深部矿井厚煤层超大采高综采技术研究展望

为探索深部矿井超大采高综采技术的可行性,基于浅部煤层大采高综采技术应用的成功经验,在分析我国大采高综采技术发展历程的基础上,阐述了超大采高综采技术特点,分析了深部矿井采用超大采高综采技术的可行性,认为超大采高综采具有生产效率高、资源采出率高、工艺流程简单等优点,分析了深部超大采高综采所需的关键技术及可能面临的问题,分析表明:深部矿压显现强烈、工作面巷道变形量较大、对设备可靠性要求较高是深部超大采高综采技术面临的主要问题,因此深入研究矿压显现规律、煤壁稳定性控制技术措施、提高设备可靠性是实现超大采高综采技术需解决的首要问题。

神东布尔台煤矿综放开采设计与应用实践

布尔台煤矿42102-1大采高综采面开采期间存在矿压显现剧烈、顶板管理困难、采空区自然发火管理困难等问题。根据42103工作面煤层地质、技术条件,对42103工作面采用综放开采工艺可行性进行论证,提出42103工作面采用综放开采工艺可行。从工作面回采率、煤炭资源损失、搬家倒面费用、顶板维护费用四方面对42102-1综采工作面与42103综放工作面经济效益进行对比分析,42103综放开采应用效果良好,对于厚度变化较大和顶板控制难度大的厚煤层,若煤层放冒性较好,可优先考虑采用综放回采工艺。

大倾角松软厚煤层综放转大采高采煤工艺实践研究

为了解决新疆某煤矿工作面综放开采时顶煤留设难度大、顶煤冒落造成工作面支架倾倒、咬架以及瓦斯涌出量高的问题,提出了改用大采高采煤工艺继续进行回采。通过数值模拟和理论分析的方法对大采高采煤工艺进行了可行性分析,提出改用大采高采煤工艺的具体方案。通过现场实践,大采高采煤工艺在该矿取得良好的技术经济效果,达到了预期目标。

综采工作面大角度旋转开采技术创新与研究

安源煤矿4217综采工作面布置在矿井边界位置,为减少工作面搬家次数和回收更多煤炭资源,根据具体地质条件,确定采用旋转开采布置和不规则梯形开采布置,制定旋转开采方案和安全技术措施,确定大角度旋转开采巷道布置方案,工作面旋转角度60°,旋转弧长240m,解决了不等长工作面旋转开采的技术难题,采用双向割煤方式,创新了工作面旋转开采工艺,实现安全高效生产。

我国大理石矿山洞采技术现状及发展趋势

介绍了洞采钻切一体机的设计思路和洞采工艺路线,针对国内多种洞采的方法和工艺进行研究对比,确定洞采钻切一体机的开采技术是一种先进、高效、绿色的矿山开采模式,其特点是全液压、低复杂度、自组织、低功耗、高效率,主要适合用于优质石材的开采。

深井高应力综放大断面开切眼支护技术

针对国内某矿-960 m水平综放首采大断面7.5 m×3.3 m开切眼的支护难题,在支护难度分析的基础上,确定采用高强度支护体系和宽导窄扩的施工方式,选择具备高强度、高刚度、高可靠性和大延伸率的新型支护材料,进行了支护设计,确定了合理的支护参数,实践应用与矿压监测结果表明,该方案有效地控制了切眼围岩的变形与破坏,取得了良好的支护效果。