EBH/J-132型掘进机的研制与试验

本文介绍了EBH/J-132型掘进机的主要技术特点和参数,及其在潞安矿业集团五阳矿试验的情况;还解释了该机的一些关键技术。

MBJ-130截煤机应用范围及结构特性

随着煤矿大型化,大量的不规则块煤和边角煤随之增加,但是现有的采煤设备无法实现边角煤和不规则煤块机械化开采,造成生产效率低,资源回收率低,工人劳动强度大。为了实现边角煤和煤柱等的机械化开采,论述一种采煤工作面长度小于30 m时的采煤装备,它是一种适合于超短壁安全、高效综合机械化的无链牵引双驱窄机身截煤机。

基于导水裂隙扩展-重金属离子迁移的短壁块段式充填保水采煤机理研究

短壁块段式充填采煤技术可有效解决煤炭资源浪费、水资源流失和矸石堆积等问题,然而,采空区矸石充填材料受到矿井水的长期作用后,其内部重金属离子可能会发生浸出,对矿区水资源造成一定潜在污染影响。为此,结合短壁块段式充填采煤技术,系统地对采动造成的水资源流失和水资源污染综合防治展开研究。首先,针对矿区水资源流失防治,基于“煤柱、充填体-阻隔层-隔水层”的层位组合关系,研究短壁块段式充填采煤覆岩导水裂隙发育特征,揭示短壁块段式充填采煤诱发的覆岩结构演变下水资源保护的控制机理。其次,针对矿区水资源污染防治,建立采空区矸石充填材料重金属离子迁移模型,揭示矸石充填材料对水资源的污染机理,分析矸石充填材料重金属离子迁移规律。并由此总结矿区水资源流失-污染综合防治技术,提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法。结果表明:在水资源流失防治方面,矸石材料作为充填体充入采空区后,作为永久承载体与块段间保护煤柱共同承担上覆岩层的载荷,有效阻止了低位岩层组的垮落,限制覆岩导水裂隙贯穿隔水层,确保高位岩层组的完整性;在水资源污染防治方面,矸石充填材料重金属离子在渗流、浓度、应力的耦合作用下,以矿井水为载体,在重力势能和水头压力的驱动下沿着煤柱侧向以及底板下方进行迁移运动,且重金属离子迁移距离随底板岩层渗透率、重金属离子浸出浓度/污染源强、底板裂隙深度和水位高度的增大而增大,随矸石粒径和围岩应力的增大而减小。基于此,总结了矿区水资源流失-污染综合防治技术,包括开采参数调控技术、充填参数调控技术、污染源头调控技术、传播途径调控技术以及水体原位调控技术,并提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法,实现矿区水资源流失-污染综合防治。研究成果对综合防治煤炭开采造成的矿区水资源破坏问题提供一定的科学理论依据和工程指导。

长倾向工作面瓦斯综合治理技术

为治理煤与瓦斯突出矿井放顶煤回采工作面瓦斯,以大淑村矿近几年治理措施为背景,采取高位短钻孔、中高压短壁注水、瓦斯治理钻孔的瓦斯治理手段,煤巷掘进区间防突预测指标△h_(2)稳定在60 Pa左右,掘进期间工作面绝对瓦斯涌出量稳定在1 m^(3)/min左右,杜绝了突出和瓦斯超限事故,解决了大煤工作面保护层局部不可采及后续回采期间的瓦斯治理难题。该技术为治理煤与瓦斯突出矿井放顶煤回采工作面瓦斯提供参考。

短壁机械化开采方法与煤柱稳定性研究

开发适合我国现代化矿区"三下"开采及边角煤开采的短壁机械化开采成套技术具有十分重要的现实意义.根据国产短壁机械化开采设备情况,结合"三下"开采需留设煤柱保护地表的实际,提出了3种短壁机械化开采的巷道布置方式,研究了短壁机械化开采工艺及设备配套.采用岩石破裂过程分析软件RFPA2D系统,对短壁机械化开采的煤柱稳定性进行数值计算与分析.研究结果应用于五阳煤矿村庄下采煤实践,实现了安全、高效开采,并有效控制了地表沉陷.

煤矿“短充长采”科学开采模式研究

随着我国煤炭持续高强度开发,开采条件逐渐恶化,传统开采方法带来一系列资源、安全与环境问题。基于"岩层低损伤","无煤柱开采"和"固废零排放"的思路,提出了以煤矿井下采区内就近分选矸石为主形成的固体废弃物充填带取代区段煤柱的"短充长采"科学开采构想及其技术原理。探索了"采-选-充-留"关键技术路径,统筹研究解决遗留煤柱的资源浪费、固废排放的环境污染、传统开采的技术瓶颈和深部开采的安全风险等问题。建立了"短充长采"固体废弃物充填带能量缓释理论和低损伤岩层控制理论。阐述了5项关键技术:"短充长采"系统设计方法,井下智能干法轻量模块化分选系统,自成巷前进高效采充技术与装备,沿充填带留巷技术与装备,"短充长采"系统集成控制技术。现场应用结果表明:"短充长采"科学开采模式在葫芦素煤矿和刘庄煤矿井下矸石直接充填能力分别达到200万t/a和100万t/a,利用有限的的固废资源集成解决了煤炭开采的资源、安全和环保问题,可以实现井下无煤柱、地面固废零排放。该模式创新了绿色开采新理论、新技术、新方法,构建了我国新型绿色开采的科学开采体系。

短壁开采覆岩关键层的力学分析

针对短壁开采中的覆岩关键层的岩性和结构特征,对短壁开采覆岩关键层进行了力学分析,推导了相应的关键层变形关系式,得到了各种开采参数下关键层的变形,提出了有效控制关键层下沉的措施。为短壁开采设计和地表沉陷预计提供了参考依据。

岩浆岩床下伏短壁综放面集中静载荷型冲击启动原理

为了探索没有动载荷源的冲击地压发生原理,以平庄某矿为例,采用数值分析、理论分析结合现场实测的方法,研究了巨厚岩浆岩床下伏短壁综放面回采前冲击启动原理。结果表明,巨厚岩浆岩床下伏短壁综放面开始推进前、后,下巷冲击启动都不需要动载荷源,难垮岩浆岩顶板的悬臂为冲击启动提供了足够的集中静载荷;短壁工作面开采使得下巷处于高位高应力区中,加剧了下巷冲击危险性;倾斜煤层巷道冲击时,围岩主应力方向大致与煤层倾向正交,使围岩冲击、鼓出非对称局部化,并且大致位于煤层倾向面的法线方向,这一认识为倾斜煤层冲击地压巷道支护与卸压实行非对称性提供新论点。

短壁开采合理煤柱宽度的确定

为了确保“三下”开采的安全性,本文建立相应力学模型对在短壁开采中留设煤柱的合理宽度进行理论计算;再运用RFPA2D对在短壁式开采中留设不同宽度煤柱的开采过程进行数值模拟,分析比较了留设不同宽度的煤柱对底板和上覆岩层的影响,再现了采动岩体的破坏机理和移动规律。通过理论和数值模拟的综合比较,得出合理的煤柱宽度。为实现井巷保护、资源合理利用和经济的可持续发展提供基础性的依据。

短壁开采覆岩关键层黏弹性分析与应用

根据短壁开采条件下保护煤柱的布设特点,建立由保护煤柱支承的关键层力学分析模型。针对不同采场设计参数进行关键层受力及变形的弹性和黏弹性分析,得到弹性介质关键层下沉量的理论计算式,及黏弹性介质关键层变形随时间变化的表达式。评价不同采场参数对关键层随时间变形的影响,给出理想的建筑物下短壁开采设计参数范围,为“三下”开采设计和长期地表沉陷预计提供理论依据。

EML340连续采煤机在旺格维利采煤法中的应用

依据EML340连续采煤机在乌兰木伦矿进行的工业试验情况,介绍了间断运输工艺系统旺格维利采煤工艺,通过现场运行观测结果,对工艺系统进行了分析。结果表明:EML340连续采煤机能够满足工艺要求,并给出了合适的正规循环,用此结果可以用来指导类似神东矿区地质条件的地区使用连续采煤机进行短壁开采。

旺格维利采煤法在七五生建煤矿的应用分析

分析了旺格维利采煤法在七五生建煤矿的应用,以及旺格维利工作面的巷道布置、回采工艺。采用这种采煤方法可灵活机动地布置工作面,回收普通综采方法难以开采的煤炭资源,是解决"三下"压煤、不规则块段和残留煤柱煤炭开采的有效途径。

我国连续采煤机短壁机械化开采技术发展40 a与展望

连续采煤机短壁机械化开采技术在提高煤炭资源采出率、促进我国煤炭工业高质量发展等方面发挥着重要作用。改革开放以来,我国连续采煤机短壁机械化开采技术实现了“由弱到强”的发展历程,依靠相关技术与装备科技的创新,支撑着煤炭资源采出率持续提升。首先从煤柱及不规则块段开采、“三下”压煤开采、露天边帮压煤回收、中小煤矿采煤机械化升级改造和延长矿井服务年限等方面,全面系统阐述了我国煤炭工业对短壁开采的技术需求,并系统回顾和总结了连续采煤机短壁机械化开采的工艺、理论及装备的发展历程。工艺方面,连续采煤机短壁采煤法从房柱式发展到旺格维利式,再到以块段式采煤为代表的现代房柱式采煤法,形成了具有中国特色的短壁机械化开采技术体系。从回采方式、通风方式和顶板管理等方面总结了3种工艺的特点,并指出块段式采煤是短壁开采的高级阶段。理论方面,从短壁开采的煤柱稳定性、地表沉陷控制、顶板控制等方面总结了短壁开采理论的研究进展。装备方面,研制了连续采煤机、锚杆钻车、梭车、连续运输系统、给料破碎机、履带行走式液压支架、铲车、柔性连续运输系统等系列化、成套化的短壁机械化开采装备,促进了煤矿短壁装备的国产化进程及其技术进步,形成了适应我国不同煤层赋存地质条件和开采条件、具备自主知识产权的短壁开采装备体系,最后,分析了连续采煤机短壁机械化开采技术发展过程中的问题,围绕煤矿智能化建设主题,提出了短壁开采技术的发展方向及建议。

短壁连采工艺在回收边角煤资源中的应用研究

为了提高资源回收率,提出将短壁连采工艺应用于解放边角煤呆滞煤量的生产实践中。通过采用理论分析、数值模拟和工程实测相结合的研究方法,结合某矿边角煤赋存地质条件,对短壁采场的矿压显现和顶板运动规律进行分析研究,得出采取适合的顶板控制措施实现对坚硬顶板的有效控制是短壁连采工艺实现安全回采的关键。

大采高短壁采煤机油缸的选型设计

介绍了大采高短壁采煤机的基本结构,对短壁采煤机的调高油缸和滑动油缸进行受力分析,计算油缸的设计载荷,确定了油缸的主要参数,再对油缸强度进行校核。设计过程不仅为短壁采煤机整机液压系统设计提供了基础数据,同时对于同类采煤机油缸的选型设计具有较高的参考价值。

短壁开采中煤柱尺寸对地表沉陷的影响

利用岩石破裂与失稳分析系统RFPA2D对在短壁式开采中留设不同宽度煤柱的开采过程进行模拟,分析比较了不同宽度的煤柱对地表沉陷的影响;再现了采动岩体的破坏机理和移动规律,确定了合理的煤柱尺寸,为实现井巷保护、资源合理利用和经济的可持续发展提供了基础性的依据。

短壁工作面综采放顶煤设备配套和采煤工艺

介绍了兖矿集团杨村煤矿利用短壁采煤机、短壁输送机和轻放支架,进行短壁综采放顶煤的设备配套和采煤工艺,可供科研、制造、选型和使用单位参考。

短壁连续化开采技术浅析

随着我国煤炭资源的大规模和高强度开采,适合长壁开采的煤炭资源正在逐渐减少,且长壁开采存在边角煤、残采煤、"三下"压煤及不规则块段煤的回收问题,遗留煤炭增多,而短壁连续化开采技术正好弥补此缺陷,可最大限度的回收煤炭资源,对煤炭行业的可持续发展有着极其重要意义。本文对短壁连续化开采技术进行了浅析,对短壁连续化开采参数进行说明;运用方案比较法确定开采工作面巷道布置;着重分析了开采工作面的连续采煤机、连续运输系统和履带行走式液压支架等配套设备及连续采煤机的主要配套设备;并对短壁连续化开采的工艺过程做了阐述。最后总结了短壁连续化开采技术的适用条件,存在的问题和继续优化短壁连续化开采技术的发展方向.

新型履带行走式液压支架的研制与应用

结合新研制的XZ7000/25.5/50型支架,介绍履带行走式支架的关键技术。履带行走式液压支架的研制与成功应用,为短壁工作面机械化开采提供了一种新的支护设备。提高了短壁开采的煤炭资源回收率和安全性。

短壁开采覆岩随时间变形的试验研究

相似模拟试验研究是一种重要的科学研究手段。针对五阳煤矿某短壁开采区域的岩层情况和采矿地质条件,运用相似理论建立了该煤矿相似模拟试验的平面应力模型。观测矿山开采过程中上覆岩层的移动情况,得到了在不同采留比条件下,煤柱、关键层的变形及地表沉陷规律及其与时间的相关性,为开采参数选择及地表沉陷预计提供参考。