司马煤业薄煤层工作面设备选型分析

为了实现对司马煤业薄煤层煤炭资源的有效回收,以8-2号煤层8101首采工作面为工程背景,在对地质赋存条件进行分析的基础上,首先确定工作面的参数,并对工作面综采设备进行选型,使采煤机、液压支架、刮板输送机“三机”配套满足技术要求,并选择适合的转载机及胶带输送机,组成完整的运输系统,满足工作面安全生产的需要。

基于回归分析的采煤工作面支架初步选型探究

液压支架的合理选型是采场空间安全的重要保证。针对采用经验估算法预测支架支护阻力进行支架选型的方法存在预测不准确的问题,提出了基于回归算法的采煤工作面支架选型方法,通过收集100个不同条件下工作面的煤层赋存条件、工作面基本参数和“三机”配套情况为数据集,分别对支架工作阻力、支撑高度和可缩量建立基于决策树、随机森林、支持向量机的回归模型,并通过基于PVD的回归算法进行有效性检验,以均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和预测准确率(R~2)作为性能评估指标对于模型的预测效果进行分析。结果表明,决策树和随机森林回归对于支架选型3个重要参数的预测准确最高率达到83.5%、90.7%以及89%,通过PVD降维后建立的回归模型准确率达到88.4%、87.2%和83.8%,说明回归算法在支架初步选型中有不错的效果。该方法能够应用于工作面支架选型,为煤矿工作面未采时进行支架初步选型提供新思路。

国能神东煤炭集团重大科技创新成果与实践

国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东公司”)是国家能源集团的骨干煤炭生产企业,在煤炭安全高效开采、国产高端装备制造、智能化矿井建设、安全管理模式创新与绿色低碳创新等方面取得了显著成就,引领了全国煤炭企业的科技创新,在综采采高、矿井人均工效、矿井长周期安全管理与亿吨矿区管控中心建设等方面创造了多个世界第一。系统介绍了神东公司在科技管理、创新平台、协同创新、人才队伍、知识产权、标准体系与科技成果等方面的进展,总结了神东公司创新驱动体系及螺旋加速上升的科技创新通道。在采掘技术创新与实践方面,梳理了一次采全高综采采高从6.3 m逐步提高到8.8 m的技术突破,介绍了浅埋坚硬特厚煤层上分层综采下分层综放的采煤工艺,梳理了薄煤层等高开采关键装备、技术及面临的技术问题,分析了短壁机械化全部垮落法的技术适应性及无煤柱开采方法的技术实践;介绍了快速智能掘进成套系统及掘锚一体化关键技术,提高了掘进效率,解决了“采掘失衡”的矛盾。在国产高端装备研发与应用方面,介绍了神东公司在世界首个8.8 m超大采高综采工作面装备配套方面取得的突破性成果,分析了国内首套纯水液压支架面临的技术难点与创新途径,解析了6 000 m可伸缩单点驱动带式输送机在整机降阻、张紧控制与智能变频驱动等技术方面的突破,总结了研发世界首套双百吨重载搬运车突破技术障碍的经验,列举了把新能源矿用电动车应用到井下所实现的技术创新。在智能化矿井建设方面,针对采煤工作面智能化面临智能割煤、跟机拉架方面的问题,总结了神东公司在采煤工作面智能化建设过程中实现的技术革新;梳理了智能化选煤厂“从无到有”的拓荒之旅;研究了我国首个国产煤矿井下操作系统——矿鸿的关键技术核心与推广应用价值;解析了我国首个亿吨矿区数字化集中管控平台建设使用的集成技术,介绍了13种井下智能机器人创新与实践。在安全管理技术与实践方面,创建了“135”工作法安全风险管控管理体系,实现了千万吨矿井超长的安全生产周期;搭建了神东公司矿压控制体系与矿压动态高效预警智能云平台,形成了神东矿区特有的矿压控制技术体系;介绍了水、火和瓦斯灾害防治技术体系,保障了神东公司安全管理体系的建设。在绿色生态建设方面,介绍了神东公司在煤炭绿色发展和技术创新中的成就,阐述了在开展生态矿井、绿色矿山与清洁煤炭方面的技术实践,在贯彻黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略方面,介绍了神东先行示范区。通过对神东公司科技创新体系和创新成果的总结,探讨了煤矿未来科技发展思路,明确了其在科技创新体系与重大科技攻关方面的发展方向。

综采工作面“三机”配套设计与研究

随着时代的发展,我国煤炭生产经历了炮采、普采和综采三个阶段,结合当前的综合机械化采煤看,“三机”是综采工作面的核心设备,具体组成上分别为采煤机、刮板输送机和液压支架,良好的配套设计可以实现高效、安全的开采。结合某煤矿企业的开采工作,在考虑开采工艺和煤层基本信息后,决定采用综合机械化一次采全高的采煤方法。集合综采“三机”配套选型的设计原则,依次对采煤机、刮板输送机和液压支护架进行选型设计,以期提高煤矿开采的质量,并为其他企业中厚煤层的综采提供理论经验,最终促进煤矿行业的健康发展。

霄云煤矿1310孤岛工作面初采矿压监测分析

受两侧采空区的影响,霄云煤矿1310孤岛工作面侧向支承压力较高。该工作面回采过程中超前支承压力与侧向支承压力叠加,煤体内应力集中明显,进而对工作面的顶板运动和来压步距产生较大影响,对孤岛综采面矿压分布及显现规律、超前及侧向支承压力分布特征进行观测分析,获得工作面初采期间顶板运动规律和支架阻力特征,为矿井后续的生产技术管理提供科学依据。

特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机理及控制

针对不连沟煤矿F6202大采高综放工作面煤壁片帮严重的问题,通过现场调研观测,根据煤壁片帮位置,总结并分析了回采过程中煤壁片帮的基本特征。进一步分析了顶板结构、液压支架工作阻力及工作面推进速度对煤壁片帮程度的影响。研究表明:顶板形成的"下位组合悬臂梁-上位砌体梁"结构中组合悬臂梁失稳断裂引起煤壁上方"反弹区"向煤壁冲击,以及支架工作阻力偏小、工作面推进速度过快引发组合悬臂梁结构强度伪增强而积聚更多应变能瞬间释放是导致大采高综放条件下煤壁片帮的重要因素,增大液压支架工作阻力能够降低煤壁片帮程度。提出了"煤层注水、适当减缓工作面推进速度、提高液压支架工作阻力"的片帮综合治理方案;工程实践表明,治理后煤壁片帮频次和日片帮深度均值较之前大幅减小,取得良好片帮治理效果。

综采面支架工作阻力的PCA-SVR预测模型

针对现有综采工作面支架工作阻力预测方法存在算法结构复杂、计算量较大、且不能实时预测等问题,探索一种高效、准确、易于使用的工作阻力预测方法意义重大。以陕北近浅埋煤层79个已采工作面作为工程研究背景,在通过主成分分析工作面矿压的主要影响因素基础之上,设计出一种基于支持向量机与主成分分析(PCA-SVR)的工作面支架工作阻力的预测模型。并利用MATLAB对PCA-SVR与SVR模型预测效果进行对比,结果表明:PCA-SVR的预测平均相对误差为4.5%,SVR的预测平均相对误差为17.86%,且PCA-SVR较SVR模型缩短运行时间0.82 s。因此,PCA-SVR在综采工作面支架工作阻力的预测中具有较高的精度、较快的收敛速度。该研究可为基于机器学习方法开展综采工作面顶板来压预测及液压支架选型提供参考。

金刚煤矿综采支架工作阻力的确定

综采支架工作阻力的大小,直接决定着综采支架的架型和质量,关系到矿井的生产和安全,影响到矿井的经济效益和社会效益。运用国内外对支架阻力的计算方法,借助相似模拟试验,确定了金刚矿3115工作面综采支架工作阻力为2400 kN。现场使用效果表明:使用综合机械化开采经济效益和社会效益明显,不过在确定液压支架工作阻力时,应充分参考同一矿井与拟用综采工作面毗邻区采煤工作面的矿压观测结果,由此获得的工作阻力更加可靠合理,适当降低3115工作面综采支架工作阻力,仍可满足安全生产要求。

悬移支架普采工作面矿压实测分析

对悬移支架普采工作面进行了观测,实测了支架活柱下缩量、工作面顶板移近量、顶板的来压强度以及巷道变形破坏参数,总结了该矿悬移支架普采工作面的矿压显现规律。观测表明该工作面老顶来压强度不高,所选悬移支架能平衡顶板压力,满足工作面正常开采时对支护阻力的要求。针对目前顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对指导该矿区中小型矿井普采工作面具有重要意义。

450m综采工作面支架适应性分析

基于神东矿区哈拉沟煤矿12上101综采面实践分析,研究了450 m超长综采面支架工作阻力计算方法,并对该工作面支架适应性进行分析。结果表明:12上101工作面支架的适应性欠缺,其部分支架的工作阻力及工况质量还有待提高。研究结果对神东矿区类似条件下超长综采面支架选型具有重要的借鉴和指导意义。

大隆矿综采工作面顶板控制及支架选型分析

综合机械化是采煤现代化的主要标志,我国煤矿综合机械化开采已获得较大发展,生产中工作面顶板管理应采用科学有效的方法。实践证明,回采工作面使用液压支架后,控顶能力大为增强,但若选型不当,管理不善,则顶板控制问题仍会影响工作面产量和效益。本文依据铁法煤业集团公司大隆煤矿综采液压支架选型分析,得出经验和结论。

复合顶板煤层综采工作面支架选型设计研究

为确定复合顶板煤层综采工作面支架工作阻力、支架适用性及工作面来压特征,通过理论计算、数值模拟、工程应用的研究方法对色连二矿支架合理选型进行研究。研究表明:色连二矿4~#煤层顶板为复合顶板,通过数值模拟研究确定,工作面回采过程中最大工作阻力仅为初次来压时48.1MPa,周期来压及回采过程工作阻力均未超过支架最大工作阻力45MPa;根据理论计算确定,工作面选择ZY12000/14/28型液压支架能够满足安全生产要求;矿压观测表明,工作面初次来压步距为20.23m,来压强度为48.7MPa,平均周期来压步距为14.39m,工作面回采过程中最大工作阻力为48.7MPa,安全阀开启卸压能够保证支架及工作面安全稳定;数值模拟及矿压观测确定工作面初次、周期来压步距及来压强度相近,实践表明,ZY12000/14/28型液压支架能够很好的控制复合顶板,能够满足安全生产需要,研究结果可为同类地质条件工作面提供参考。

准格尔旗煤矿综采三机配套选型设计

介绍了准格尔旗煤矿复杂的煤层条件。考虑煤层储量、开采工艺等实际问题,依照综采三机配套选型设计原则,选用一套包含采煤机、刮板输送机、液压支架的联合采煤机组,为该煤层的高产、高效提供了重要前提和保障,为其他中厚煤层的综采提供了借鉴。

煤矿综采工作面“三机”选型与配套研究

为响应采矿机械智能化保障矿井安全高效开采的目标,实现“机械化换人、自动化减人、智能化作业”。斜沟矿针对18503工作面开采的薄煤层的围岩特征及煤层赋存条件,确定合理的工作面开采工艺与参数,并对综采工作面机电设备的配套选型进行优化研究,配备远程自动化控制操作系统,大幅提升了工作面单产,减轻了工人劳动强度,取得了良好应用成效。

西山煤电屯兰矿智能化工作面的研究分析

西山煤电屯兰矿结合实际情况设计研究了智能化工作面系统,系统由多个子系统构成,每个子系统能够实现对应环节的智能化控制。智能化工作面的实施可以对采煤设备的工艺参数进行自动调节,对设备进行自动诊断和报警,显著提升了煤矿企业的采煤技术水平,保障了煤矿井下人员的安全,为煤矿企业创造了良好的经济效益。

小纪汗煤矿综采工作面支架选型分析

为解决煤矿综采工作面液压支架选型问题,以小纪汗煤矿11217工作面为工程背景,先根据煤层条件确定支架支护高度为2.8~5.8 m,再通过理论分析方法得出支架工作阻力为13 317 kN,在此基础上结合相邻工作面矿压情况,确定了工作面支架型号为ZY15000/28/58D,指出该研究为煤矿综采工作面安全高效开采提供了科学的依据。

榆家梁煤矿综采矿压显现规律及支架适应性研究

对榆家梁煤矿52214工作面的矿压现场观测,分析综采面初采期间初次来压步距较大顶板难垮落、正常回采期间来压强度大、末采期间来压周期缩短等矿压显现规律,得出各个时期综采工作面的来压步距、来压强度、活柱下缩量以及煤壁片帮深度等来压特征参数,揭示了在不同时期下综采面矿压显现的基本规律及特征,并根据榆家梁煤矿综采面的普遍特征提出液压支架选型建议。

薄煤层综采工作面“三机”配套及装煤效果探讨

针对薄煤层综采工作面所存在的煤层赋存条件差、采高低、开采效率差等问题,以H煤矿12512工作面为研究对象,进行了薄煤层工作面“三机”配套问题分析,并对影响“三机”配套装煤效果的主要因素进行探讨,明确配套参数的选取方法及装煤效果。结果表明,铲间距、刮板输送机槽帮高、液压支架推移油缸推移力等均对“三机”配套装煤效果存在较大影响,必须结合工作面实际进行以上重要参数取值优化,保证薄煤层工作面装煤效果。

复杂地质条件下悬移液压支架在回采工作面的应用

本文介绍了在复杂地质条件下,通过采用悬移液压支架新型采煤工艺支护技术,保证了回采工作面的安全生产,改善了工作面的作业环境,减轻了工人劳动强度。

凌志达煤矿大采高综采工作面支架选型及适应性分析

以凌志达煤矿15101工作面支架选型及其适应性为对象,研究矿压显现规律。通过理论分析与现场实测相结合的方法,对15号煤层首采工作面液压支架选型及适应性进行综合分析。结果表明,ZY9000-25/50D型液压支架能够满足15101工作面顶板支护需求,支架适应性良好,为下一工作面及山西矿区15号煤层开采提供技术参考。