长壁综采面双采煤机开采理论与实践

发布时间：2017-11-21 17:31

  本文关键词：长壁综采面双采煤机开采理论与实践

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【摘要】：针对处于中后期生产矿井“降本增效”开采问题,提出了基于现有开采装备,双采煤机综采提高工作面产量和采出率的技术思路,以兖矿集团济宁二号煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对长壁综采面双采煤机开采的设备配套、改造与控制,综采面双采煤机开采工艺方式与参数优化,超长双采煤机综采面顶板破断规律与控制技术以及综采面双采煤机快速过断层技术等进行了系统深入的研究,主要创新成果如下:(1)提出了长壁超长综采面双采煤机开采的工艺模式与设备配套方案。依据两台采煤机进刀位置及割煤方向不同将双采煤机开采工艺分为同向、相向割煤两种回采工艺方式;通过建立双采煤机综采面刮板输送机多点弯曲条件下运行阻力校核的数学模型,确定采煤机合理的过煤空间高度、刮板输送机最大可弯曲长度和运输量,为采煤机改造和防控因刮板输送机煤流局部堆积、载荷不均而导致的压机和推移断链等事故的发生提供了理论依据。(2)建立了双采煤机综采面采煤机割煤任务分配的理论模型,得到采煤机割煤范围与割煤速度、地质异常体影响区域之间的相关关系,确定了两台采煤机的合理割煤区域和“会机”位置;在实测采煤工时的基础上,对同向、相向两种开采工艺方式和参数进行了优化,确定了双采煤机综采面高效的循环作业方式和劳动组织方式,使中厚煤层工作面的产能提升到6Mt/a。(3)建立超长工作面顶板破断的薄板力学模型,分析了工作面长度对顶板应力分布与破断形式的影响;模拟分析了超长工作面采动应力、塑性区发育的时空演化,得到了工作面长度、推进速度与工作面来压强度的关系;针对双采煤机开采特点,分析了多点卸载条件下的采动应力演化规律,实施了顶板安全控制技术,并实测了双采煤机超长综采面的矿压显现规律,实现了安全高效开采。(4)根据采煤机割煤任务的理论模型,确定了双采煤机过断层时采煤机的合理割煤范围和“会机”位置;揭示了断层区采动应力与塑性区发育规律和支架初撑力对其的影响,确定了断层的影响范围;提出并实施了采用两台采煤机一煤一岩、煤岩同割、作业范围动态调整的过断层方法,工作面过断层速度提高50%以上。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD823.9

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本文编号：1211752