极薄煤层钻式采煤机关键技术与装备课题技术总结

薄煤层煤炭智能开采作业已成煤炭资源开采的重要课题。目前根据采煤设备的不同薄与极薄煤层采煤方法主要为三种:刨煤机采煤法、滚筒采煤机采煤法和钻式采煤机采煤法。钻式采煤机做为极薄煤层煤炭开采、提高煤炭资源回收率的采煤设备,由工人在采煤工作面外操作,完成设备在工作面内的破煤、装煤、运煤等,设备检修也都在工作面外巷道中进行,真正实现了无人工作面采煤,且占用人员少,劳动生产率高,提高了资源回收利用率。螺旋钻采煤机无人工作面采煤对地质构造适应性强,如果采用滚筒采煤机或刨煤机采煤,长壁工作面遇到较大断层时,需重新开切割眼,工作面搬家,费工费时。而螺旋钻采煤机采煤遇到断层时,只需移动钻机到新地点重新定位钻采即可,工艺、操作都比较简单。该采煤法可广泛地应用于开采围岩较稳定的、煤层倾角在-15°~+15°的极薄煤层,并且还可以用来开采边角煤、三下压煤、顶板松软破碎煤层和回收各种煤柱。使用螺旋钻采煤机不仅减少了巷道投入、减少开采对地面的影响,而且可最大限度的回收极薄煤层煤量,有利于提高薄极薄煤层的配采比例,延长矿井服务年限,提高矿井的经济效益和社会效益。该课题实施,在研究钻式采煤机截割机理基础上,重点研究钻式采煤机小型化及模块化技术、钻具定向钻进技术、自动快速换钻杆技术,多钻头截割技术,开发具有快速、高效、定向钻进的五钻头小型化、模块化钻式采煤机。有效解决螺旋钻式采煤机研制、开发的基础理论研究不足;采煤过程中受不同地质条件、钻头和钻杆重力及不平衡力矩影响,使钻头和钻杆在钻进过程中经常发生偏斜,限制钻采深度;钻杆装卸占用时间长,严重影响采煤效率;采煤时钻孔之间要根据顶板情况,留有不小于0.2 m宽的小煤柱,且只有三个钻头开采,采宽小,开采效率和资源回收率低等问题,研制新型钻式采煤机,实现比刨煤机和滚筒采煤机更强的地质适应性。同时,为更快地建立我国更完备的薄与极薄煤层智能开采技术体系提供技术支撑,满足我国煤矿井下极薄煤层无人工作面智能开采作业的需要。该课题依托单位和协作单位是从事矿山设备的研究、产品开发与制造的中煤张家口煤矿机械有限责任公司、中国矿业大学,既有专门从事煤矿采掘设备理论研究的教授、研究生,也有长期从事煤矿采掘设备的设计及制造的工程技术人员,形成"产-学-研"强强联合和优势互补,共同进行课题攻关。     

浅议采煤机装配方法及注意要点

采煤机在煤矿开采中主要与输送机、皮带运输机和液压支架等配套进行使用.它可以应用于有煤尘、瓦斯或其他爆炸性气体存在的煤矿开采工作中.采煤机的使用为提高综采产量和效丰提供了有效支持,使采煤工作面在采煤.装煤以及运煤等等重要的环节当中实现机械一体化.     

上限区域浅部煤层保水开采工作面安全推进速度实验研究

基于国内外研究结论,本文以皖北矿区百善煤矿6煤层为研究对象,通过分析浅部煤层保水开采机理和关键,提出以"上覆岩层水体渗流速度确定工作面推进速度"的思路(工作面推进速度能使关键层采后破断的砌体在上部水体渗流到采空区前闭合)。根据渗流理论、经验公式和实测资料等,对保水开采分类中工作面上覆岩层中的潜水渗流时间进行公式推导及计算;根据关键层理论和百善煤矿地质资料,计算出各分类上覆岩层初次和周期破断距。由此,计算和确定出各分类工作面推进速度,同时,以推进速度下限和采煤机切割速度确定安全保水开采的工作面长度范围。进一步完善保水开采技术体系,为浅部煤层保水开采技术的安全应用提供理论指导。     

浅析新时期薄煤层开采技术的发展趋势

在对当前薄煤层开采中常用机械化长壁工作面的特点和影响开采效率的因素进行简单归纳总结后,从滚筒采煤机、刨煤机、螺旋钻机等方面探讨了薄煤层综合机械化高效开采工艺,分析了薄煤层开采综合机械化设备工艺的技术特点和适用性,以期在实践工作中合理利用,有效提高薄煤层开采效率.     

提高薄煤层开采效率的技术措施探讨

在对当前薄煤层开采中常用机械化长壁工作面的特点和影响开采效率的因素进行简单归纳总结后,从滚筒采煤机、刨煤机、螺旋钻机等方面探讨了薄煤层综合机械化高效开采工艺,分析了薄煤层开采综合机械化设备工艺的技术特点和适用性,以期在实践工作中合理利用,有效提高薄煤层开采效率。     

智能综采机组控制目标及采煤机割煤高度控制方法

煤矿智能化是煤炭安全高效生产的发展方向,综采智能化是煤矿智能化的关键环节,但智能综采机组的控制目标目前并不明晰,这严重制约了智能综采的发展。在系统分析综采工作面采煤机、液压支架和刮板输送机这3个主要设备之间的空间动态联接特性基础上,通过分析采煤机滚筒割煤高度变化规律,揭示了采煤工艺过程中工作面顶底板不平自行加剧机理,提出了采煤机滚筒割煤高度误差估算方法;结合综采工艺过程调查和经验,明确提出综采机组控制基本目标是保证工作面工程质量,构建综采机组控制关键指标,指出煤岩界面并不是控制采煤机滚筒割煤高度的基本目标,建立一种以“顶底板平”为目标的采煤机割煤高度控制的非线性规划模型,为综采面采煤机自适应割煤控制提供了一种方法,为智能综采机组控制明确了目标。     

综采工作面装备远程控制技术进展报告

由于矿井下综采工作面的生产环境极其恶劣,且空间局限,大部分矿井工作面温度高、湿度大、煤灰重、大功率设备多、且工况复杂。工人在工作面近距离操作,遇紧急情况时,人员没有躲避空间。另外,现场噪音、粉尘等对会工人身体174科技资讯SCIENCETECHNOLOGY INFORMATION健康带来损害,迫切需要将工人从高危的生产环境解放出来。因此进行综采工作面装备远程控制技术的研究对于实现煤矿安全高效生产、改善工人劳动环境、降低劳动强度都有着十分重要的现实意义。该课题研究了综采工作面装备远程控制技术,该技术的研究成功实现了煤矿综采工作面的无人跟机操作、少人值守自动化安全高效生产,实现了综采成套装备智能化控制系统核心技术的突破。该技术通过位于井下设备列车或地面调度指挥中心的监控主机及操作台,结合综采设备运行数据及工作面视频系统,对综采工作面的设备进行远程启停控制、自动化生产控制以及人工远程干预,实现在采煤生产过程中:以采煤机记忆割煤为主,人工远程干预为辅;以液压支架跟随采煤机自动动作为主,人工远程干预为辅;以综采运输设备集中自动化控制为主,就地控制为辅;以综采设备智能感知为主,视频监控为辅;即"以工作面自动控制为主,监控中心远程干预控制为辅"的工作自动化生产模式,实现"无人跟机作业,有人安全值守"的开采理念,在采煤过程中做到工作面少人甚至无人。该技术的研究成功将工人从操作工变成巡检工,由设备的自动化替代人工劳动,大大降低了工人的劳动强度,将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心(或地面调度指挥中心),在监控中心对设备进行远程操控,提高了工人的安全系数,提高了原煤产量和煤炭资源回收率,可完全替代进口技术和产品,对我国煤矿装备制造业有着重要的现实意义。综采工作面装备远程控制技术大幅提升了综采成套装备的智能化水平,带动了我国在煤机装备自动化、智能化方面的整体技术进步,为建设大型现代化矿井提供了保障,有力地推动了我国煤炭工业的转型升级。     

超前释放钻孔在治理采煤工作面瓦斯带割煤瓦斯超限的应用

一、引言随着矿井开采深度增大及大功率采煤机的投入使用,回采产量不断提高,采煤工作面瓦斯绝对涌出量也不断增大,尤其是在地质构造复杂瓦斯带采煤工作面,采煤机割煤时采煤工作面瓦斯经常超限。鸡西矿业集团杏花煤矿在采煤工作面采煤机割煤瓦斯超限治理上,尝试采用超前钻孔释放瓦斯措施,避免采煤机割煤时采煤工作面瓦斯超限。     

东欢坨矿薄煤层综采工作面设备优化配置研究与实践

随着煤矿开采范围的扩大,薄煤层的开采正规模化地进行,发展薄煤层机械化开采对于开发利用煤炭资源,延长矿井开采年限和实现高效开采都具有十分重要的意义。本文针对开滦集团东欢坨矿倾斜薄煤层开采工艺的特点,从采煤机、运输机和液压支架为一体的防滑、防倒设备技术出发,结合综合机械化开采技术,分析了倾斜薄煤层开采中存在的问题,摸索出了一套快速、安全、可靠的综采面开采工艺,为倾斜薄煤层实现安全高效开采奠定了坚实的基础。     

薄煤柱密封和加固及防灭火技术研究

提高煤炭资源回采率是每个煤矿企业的社会责任,薄煤柱开采是提高煤炭回收率的有效途径,但薄煤柱开采所面临的支护和密封问题却在很长一段时间内难以解决。通过对薄煤柱开采工艺以及薄煤柱的密封加固工艺的详细阐述,并根据实验工作面（阳煤二矿80509综放工作面）的跟踪观测和技术经济性分析,探讨了薄煤柱开采的可行性和先进性。     

梁北矿大采高松软突出煤层工作面综合防尘技术

分析了梁北矿11081工作面粉尘分布特点,通过理论分析和现场测试,定性给出了大采高松软突出煤层综采工作面的产尘特点和扩散规律,分析了煤壁垮落产尘特点和采煤机割煤产尘中粉尘分布特征。提出综采工作面三维"立体"控尘、防尘技术,即含尘气流控制技术、采煤机高压外喷雾降尘技术和采煤机尘源跟踪降尘技术相结合的综合防尘技术。在原有降尘措施基础上降尘效率提高了82.2%,使得工作面工作环境得到了很大的改善。     

长壁工作面矸石充填开采沉陷控制效果的初步分析

在简要介绍长壁工作面矸石充填采煤原理的基础上,分析了长壁工作面矸石充填开采沉陷机理和过程,提出了矸石充填开采的有效充填厚度和等效开采厚度的概念,建立了长壁工作面矸石充填开采覆岩破坏和地表沉陷的预测模式。并结合兖州矿区某煤矿3煤采区地质采矿条件,分析研究了矸石充填开采沉陷控制的具体效果。     

晋城矿区煤层气井完井工艺适应性分析

以晋城矿区垂直套管完井、U型裸眼井、U型套管压裂井等主要的完井工艺为研究对象,从设计、井身结构、抽采效果及成本等方面对其进行分析,提出当前晋城矿区煤层气井完井工艺须与煤矿矿井建设相结合的建议。     

全自动控制刨煤机在薄煤层采煤中的应用

介绍了全自动控制的刨煤机采煤技术,阐述了PROMOS系统和PM4系统的工作原理,对全自动控制的刨煤机的适用条件进行了分析。     

我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题

详细介绍了我国厚煤层开采技术现状与发展历程,以及我国在放顶煤开采和大采高开采方面所取得的突出成绩。指出对于厚煤层开采要根据煤层条件和技术条件等采用合适的开采方法。随着开采煤层厚度和开采强度的增加,目前也遇到了提高煤炭资源回收率、支架合理选型、瓦斯运移规律与防治技术等新的课题,迫切需要解决。     

高效无人刨煤机工作面的开采技术研究

介绍了采用 PROMOS 自动控制系统的新型高效无人刨煤机工作面的设备配备与布置,基于刨煤面对“四机”和支架的四种基本操作、实施远程集中控制和全部自动化的特点,指出了与工作面条件相适应的正确的工艺方法。在刨煤过程中通过调斜装置控制刨头,避免刨头啃底或留底,应专设巡视员对全工作面的所有机电设备及煤层变化情况进行全面检查,发现问题及时通知操作员进行调整。实际应用表明,这一方法最高日产7200t,创造了我国薄煤层开采新水平。     

三维地质建模在煤矿地质可视化中的应用分析

煤矿智能化发展是煤炭行业未来发展的大趋势,三维地质建模及其可视化技术促进了地质资料信息的管理和共享,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模及其可视化技术可以对地质体的透明化勘探、煤矿的成矿预测、储量估算等进行精细化的指导,确保煤矿的采掘、通风系统的设计以及智能化开采的科学性,直观化灾害事故反演、地表环境监测、生产智能化管控等,减少勘探和开采的风险,能够大大提高煤炭开发的效率。本文对三维地质建模及其可视化技术在煤矿中的应用现状进行了总结,归纳了目前其在矿产领域的研究方向与相关软件的使用情况,介绍了地质数据和巷道数据的获取处理和建模技术,以及在各应用领域的具体进展,最后结合煤炭精准智能开采的发展趋势,针对三维地质建模技术在助力煤矿智能化发展方面的具体问题提出了思考和认识。     

基于数据融合技术的井下自动化排水系统的设计与应用

通化矿务局八宝煤业属高瓦斯矿井,采用水采方式进行采掘,加之地下自然涌水,因此井下出水量大,井下自动化排水系统的应用显得尤其重要。针对八宝煤业井下排水情况,本文以实际应用为出发点,采用先进的PLC控制核心,配合各类精确传感器的数据融合技术,对井下涌水和排水系统运行状况进行精确地实时监控。实现井下排水系统无人值守,完成了八宝煤业井下排水系统的自动化改造。     

我国煤矿水体下安全采煤技术的发展及展望

介绍了综合机械化分层及放顶煤等高产高效采煤方法与水体下安全采煤技术的结合及应用,阐述了不断发展的覆岩破坏控制技术及控水采煤技术,归纳了不断进步的覆岩破坏探测技术、水体下采煤安全监测技术以及防水岩柱性能与质量评价技术,总结探索了不断提高的覆岩破坏及水体下采煤预测分析理论与方法以及回采工作面涌水量预计方法等,分析了特殊地质采矿条件下的顶板水害问题以及设计、审批、实施等各环节在水体下安全采煤中的重要保障作用。     

中国长壁开采技术现状及其在厚煤层中的应用

综述我国长壁采煤法的基本情况,重点分析长壁采煤法技术进展、长壁开采设备发展趋势和长壁开采技术在厚煤层中的应用,同时介绍了我国高产高效矿井长壁开采技术和经验。