摘要：综采放顶煤技术已成为我国特厚煤层高产高效开采的主流方式,放煤机构的精准控制是实现放顶煤开采自动化与智能化的重要基础,掌握放煤机构的空间运动规律是实现对其精准控制的前提。液压支架放煤机构的即时形态受支架支撑高度、支架姿态、插板伸出长度、后部刮板机相对位置共同控制,对放煤机构安全过煤高度和放煤口开口度有重要影响。以ZF15000/27.5/42型支架为研究对象,采用有限元分析软件ABAQUS建立了三维四柱式放顶煤液压支架多体动力学仿真模型,分别采用Hinge,Translator连接器模拟支架各铰接点的旋转行为及支架立柱、插板的伸缩行为。以支架支撑高度H、尾梁摆动角度α、插板伸出长度l为控制变量,开展了三因素多状态数值模拟试验,研究了掩护梁–尾梁铰接点、插板末端的空间运动规律,运用Levenberg-Marquardt拟合迭代法得出了放煤机构安全过煤临界准则,建立了插板末端坐标、放煤口开口度与H、α、l的标定关系数据库。推荐了用于感知与控制放煤机构姿态的传感器类型及安装位置,推导了基于行程传感器的尾梁角度计算方法,提出了放煤口开口度精准控制方法。通过现场验证对比放煤机构开口度计算值与现场放煤口实测值,得出两者相对误差符合现场精度要求。该控制方法为智能决策与控制系统(软件)研发提供了理论支持,在现场得到成功应用。

摘要：为获取与采掘生产相关的地应力、围岩结构、强度及底板岩体矿物成分等基础数据,优化文家坡煤矿4号煤层巷道支护参数,采用原位钻孔窥视、水压致裂法、钻孔触探法及X射线衍射分析等方法,测试与分析顶帮煤岩体结构与强度特征、原岩应力场分布规律及底板岩体矿物成分等地质力学参数。结果表明,文家坡煤矿41、42盘区地应力场在量值上属于中—高应力值区域,计算最大水平主应力为26.72 MPa,最大垂直应力为15.04 MPa,最大水平主应力优势方向为NNE方向,应力场类型以σ_H>σ_V>σ_h型为主、σ_V>σ_H>σ_h型为辅;与锚杆(索)支护直接相关的主要为4号煤层、泥岩和砂质泥岩,41盘区巷帮煤体完整性差,42盘区巷帮煤体完整;预留顶煤强度主要在10~30 MPa,泥岩强度集中在10~41 MPa,砂质泥岩强度集中在25~56 MPa;底板黏土矿物含量平均值接近50%,主要为高岭石,其次为伊蒙混层,最后是伊利石,4号煤层底板如果直接暴露于外表,需注意矿井水的影响。地质力学参数测试为矿井的安全及高效生产提供了更为详细和准确的基础数据。

摘要：针对深埋厚硬顶板工作面回采过程中周期来压持续距离长、超前支承压力集中系数高、动压显现强烈等问题,以羊场湾煤矿130208工作面为研究对象,依据关键层理论确定了目标压裂层位,基于Hubbert-Willsi非渗透性地层破裂压力计算公式得到理论起裂压力,选用了1.2 m^(3)/h大流量高压泵和能实现远距定向的千米定向钻机作为压裂装备,采用长水平孔定向水力压裂技术手段进行了区域卸压。结果表明,该技术卸压范围大,工作面进入压裂区域后周期来压步距明显减小、超前支承压力影响范围减小、应力集中系数降低、动载系数明显减小,来压期间支架增阻明显减小,指数函数增阻曲线比例明显减少,验证了长水平孔定向水力压裂技术效果良好,具有推广应用价值。

摘要：煤巷围岩是由顶板、两帮及底板组成的整体,帮部强度普遍低于顶底板,是整个巷道围岩的薄弱体,其变形破坏会带来巷道整体失稳。以往大量研究表明,煤巷开挖帮部稳定性主要受煤层埋深、巷道高度、地应力状况、煤体内摩擦角、内聚力及支护强度等设计、地质条件及力学参数类因素影响。本文基于RSM-BBD试验设计与离散元法研究巷帮失稳关键因素及其控制技术。研究结果表明:巷高、侧压系数、埋深可调整余地小,内摩擦角、内聚力、支护强度相对可控,控制巷帮稳定关键在于一定程度上提高煤体内摩擦角、内聚力及支护强度;单一因素及其各自之间交互作用都会影响巷帮稳定性;改善巷帮煤体受力状况,降低主应力差值,提高煤体力学性质,优化掘进工艺水平可有效控制巷帮稳定性;"分次开挖、柔性护表、一次强力支护"理念在现场应用效果良好,显著改善巷帮煤体失稳问题。

摘要：基于龙山矿井薄煤层赋存情况,提出了4种辅助运输方案,从初期设备静态投资的角度进行了经济分析,该矿井初期4种辅运方式总投资相差不大,但考虑设备维护及使用寿命,认为井筒采用绞车井下采用无极绳(卡轨车)更有利。

摘要：为了解决特大采高支架随行式三级护帮结构存在的伸缩梁接顶差、操作复杂以及收不到位的现象,采用非随行式三级护帮结构,并针对该结构研究推导了小四连杆的几何和力学参数,研究了相关优化三要素。经过实算表明,非随行式护帮机构优点突出,适合大力推广。

摘要：针对保德矿区新建矿井的1^1#煤层,开展巷道锚杆支护技术优化。结合预应力锚杆支护理论,重点从11^#煤层巷道围岩地质力学测试、支护材料改进、施工机具配套、预应力锚杆支护技术应用实例等方面,阐述保德矿区11^#煤层巷道锚杆支护技术优化。实践表明,优化后的预应力锚杆支护技术能确保顶板安全,提高掘进速度,实现矿井降本增效。

摘要：针对受平行采动影响大巷持续大变形的问题,在全面地质力学测试基础上,分析巷道大变形特点及围岩控制难点,将回采巷道切顶卸压、大巷断底卸压与围岩注浆重塑技术相结合,形成了平行采动大巷“深卸-浅塑”围岩综合控制技术。现场应用结果显示:煤柱应力整体升高幅度可控;工作面回采过程中隅角基本无悬顶;巷道顶底板最大变形量为216mm,两帮最大变形量为296mm、锚杆索受力稳定、顶板总离层值小于20mm,较好实现被保护大巷围岩控制的目的。

摘要：介绍高端液压支架技术发展背景,提出基于液压支架与围岩耦合的三维动态优化设计方法,通过对高强度焊接结构钢、支架结构件残余应力分析、焊接机器人、电液控制系统和大缸径抗冲击立柱等关键制造技术的综合研究与应用,推进了高端液压支架产业化发展;最后总结了系列高端液压支架研制和产业化实施效果,如成功研制的ZY1700/32/70D、ZF150000/28/56等高端液压支架,寿命达到50 000次工作循环。

摘要：以甘肃华亭煤矿601,602回采工作面冲击地压回采巷道为研究背景,通过现场原岩应力场测量以及上覆围岩结构的力学分析,确定冲击地压发生的力源主要是向斜构造应力场与多分层同采导致的叠加应力场形成的复合应力场,上覆岩层"悬臂梁"结构失稳导致的冲击载荷是诱发冲击地压发生的结构性动力因素;基于此,提出以"错峰调压+爆破切顶+强力支护"为核心的急倾斜特厚煤层分层同采巷道冲击地压控制技术,通过错峰调压来降低回采巷道围岩煤岩体受超强采动影响造成的应力集中程度,爆破切顶控制上覆岩层"悬臂梁"结构的形态,强力支护使回采巷道围岩煤岩体与支护材料形成具有"高强度、强让压、整体性"支护体系。最后确定华亭煤矿同采工作面不宜超过2个,回采工作面间的错距不得小于500 m;在602工作面回风巷道布置钻孔应力计对爆破效果进行检验,结果表明巷道围岩煤岩体内部的集中应力在措施后呈阶段性降低的趋势,从而认为该控制技术可有效防止急倾斜特厚煤层分层同采导致的冲击地压灾害的发生。