摘要：固体充填开采技术已日臻成熟,但存在自主作业程度低、自适调控能力不足等瓶颈,智能化水平偏低,影响其应用效果与推广范围。煤矿大型装备机器人化是行业发展必然趋势,煤矿固体智能充填支护机器人的研究及其关键技术的突破势在必行。定义了煤矿固体智能充填支护机器人的概念并设计了其系统构成,揭示了其工序自驱作业机制与运行逻辑;构建了煤矿固体智能充填支护机器人全工况状态感知、运动学建模与控制方法;构建了全类别参数指标集,形成了全类别参数感知方法;对全工况场景类别进行了划分,建立了位姿精确表征与实时输出方法;形成了全工况场景运行状态判别与机械臂组自调控方法;构建了煤矿固体智能充填支护机器人虚拟样机仿真试验平台,设置了“俯采仰充”“水平采充”“仰采俯充”3种工况进行工序自驱仿真,仿真测试结果表明:充填支护机器人可精准判别干涉并解算出调控目标参数,系统整体运行及工序自驱执行等智能功能得到验证。针对煤矿固体智能充填支护机器人研发面临的关键科学问题,初步构建了煤矿固体智能充填支护机器人及其关键技术的研究框架、研发思路与技术路线,为深度升级充填开采技术、研发我国完全独立自主知识产权的煤矿固体智能充填支护机器人装备产品提供理论及技术支撑。

摘要：老空区积水作为诱发煤矿水害事故的主要突水水源,严重制约着井下煤矿资源的开采。为解决传统探放水方法面临的精度低、探放水钻孔距离短等难题,设计了一种长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水技术方法,为实现煤矿井下采空区积水探放与上覆含水层的预防治理工程提供了新的技术手段,设计了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水系统与装备构成,确定了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水技术关键参数与工艺流程,并以榆树岭煤矿东翼下5煤层老空水防治为工程背景,设计并应用了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水方案,工程实践表明:经过探水与疏放水两个阶段,累计疏放老空水约3.535×10^(5)m^(3),老空区静态积水疏放结束,仍存在约26 m^(3)/h的动态补给水,为老空区积水的疏放和长期治理提供了有效途径,为后期工作面的采掘布置提供安全保障,为类似条件下煤矿探放水工程设计提供依据与参考。

摘要：伊犁一矿工作面受浅埋薄基软岩条件影响,使覆岩裂隙分布形态复杂化,原1505W综放工作面采用6~8倍采高方法进行工作面液压支架选型,后续监测工作面矿压规律及支架工作阻力较大,接近液压支架额定工作阻力,提出基于覆岩关键层层位计算上覆载荷的方法并对伊犁一矿1503E综放工作面液压支架进行指导选型设计,后续监测工作面支架工作阻力表明该液压支架选型方法在浅埋薄基软岩条件下较6~8倍采高支架选型方法更为科学合理。

摘要：针对综合机械化放顶煤开采中的矸石处置问题,提出了一种放顶煤架后膏体充填方法,设计了柳巷煤矿综放工作面采空区空洞现场监测方案,定性分析了5个方面对顶煤冒放性的影响,采用PFC^(2D)数值模拟方法,定量分析了充填高度对顶煤冒放性的影响。研究结果表明:倾向方向上工作面上部端头附近采空区空洞体积最大,走向方向上工作面刚推进到新位置时采空区空洞体积最大,支架顶梁后方空洞体积大于支架尾梁上方;充填高度从0增加至3 m时,顶煤放出率由92.56%降低至86.11%,降低了6.45个百分点,顶煤含矸率由13.94%降低至13.17%,降低了0.77个百分点,相比于顶煤含矸率,充填高度对顶煤放出率影响较大。研究可为类似地质条件综放架后膏体充填开采实现提供理论基础。