煤炭安全高效综采理论、技术与装备的创新和实践

被引:143
作者
王国法 [1 ,2 ]
庞义辉 [1 ]
任怀伟 [1 ,2 ]
马英 [1 ,2 ]
机构
[1] 煤炭科学研究总院开采研究分院
[2] 不详
基金
国家重点研发计划;
关键词
特厚煤层; 大采高; 薄煤层; 液压支架; 围岩稳定性; 智能化开采;
D O I
10.13225/j.cnki.jccs.2017.1705
中图分类号
TD82 [煤矿开采];
学科分类号
摘要
2030年之前我国以煤为主的能源格局难以改变,煤炭资源安全高效开采仍然面临一系列技术挑战。基于不同层位围岩破断的应力路径效应研究成果,研究了液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合作用原理,提出了液压支架适应围岩失稳的"三耦合"动态优化设计方法;针对厚煤层超大采高综采,建立了顶板岩层断裂失稳的"悬臂梁+砌体梁"力学模型,分析了"悬臂梁"破坏失稳的空间条件与力学条件。通过数值模拟方法分析了煤壁破坏的主要影响因素,得出了各影响因素对煤壁破坏的敏感度排序。研发了增容缓冲抗冲击立柱、液压支架群组协同控制系统及"大梯度+小台阶"配套方式,实现了金鸡滩煤矿8.0 m超大采高工作面安全高效开采;针对特厚煤层大采高放顶煤开采,研发了三级强扰动高效放煤机构与尾梁冲击破碎装置;针对薄煤层研发了调高范围为0.51.4 m的超大伸缩比液压支架,在黄陵一号煤矿实现了常态化远程监控、工作面无人操作的智能化开采。对未来需要突破的安全高效开采关键技术进行了展望,提出了稳定割煤与连续推进、高可靠性设计、综采设备机器人化及透明开采4个技术方向。
引用
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