急倾斜薄煤层俯伪斜综采技术及设备稳定性研究

发布时间：2020-11-15 16:28

　　 本文以重庆能源投资集团松藻煤电有限公司逢春煤矿S2611工作面为工程背景,在搜集大量的文献资料及煤矿现场调研基础上,针对急倾斜薄煤层开采条件,综合考虑了工作面布置方式、巷道掘进支护,采煤、运煤、及支护方式,选择了急倾斜俯伪斜综采回采工艺和工作面设备的防倒防滑技术措施。主要研究内容如下:(1)基于逢春煤矿S2611特定地质条件,确定工作面为走向长壁俯伪斜布置方式,长度为83.36m,俯伪斜角度为52°;液压支架采用“异形”设计,最终确定层面角为73°;采用煤巷快速炮掘施工工艺;利用两根9#或11#工字钢制作的前探梁作为临时支护,11#工字钢金属棚支架作为永久支护。(2)急倾斜俯伪斜综采工作面的主要设备包括双滚筒采煤机、导向连接装置(简称“导向系统”)和自移式液压支架。通过对工作面布置特点分析,采用了双滚筒采煤机落煤、双向割煤方式和端部斜切进刀,煤炭沿导向系统和煤壁自溜输送;采用液压支架支护工作面顶板,全部垮落法管理采空区。(3)通过对开采条件和设备运行条件的综合分析,确定了急倾斜薄煤层俯伪斜工作面综合机械化回采工艺过程,即采煤机顺工作面割煤至下(上)出口后,在工作面下(上)端部完成斜切进刀,再整体推移导向系统,最后由下往上顺序移架。(4)急倾斜俯伪斜工作面设备稳定性问题突出。通过现场调查、理论分析和工业性试验研究,提出采煤机采用无链牵引的骑溜运行方式;利用防滑千斤顶防止导向系统下滑;在工作面下端部设6架排头架,以提高工作面支架的整体稳定性,并考虑自由、初撑和工作三种状态,探讨了煤层倾角、支架自重、工作阻力、顶板压力、宽高比等因素对支架稳定性的影响,建议在后续支架的制造过程中,适当增加支架的工作阻力,减小支架自重,增大支架的宽高比。(5)基于S2611工作面设备稳定性分析,为防止设备下滑,采煤机配备了制动防滑系统和安全牵引绞车;导向系统采用整体推移方式,并在推移过程中产生一个倾斜向上的分力,减小或抵消导向系统下滑;优化了液压支架的拉架方式、支架底座结构及设置位置、调架千斤顶与侧护板控制模式等结构、工艺措施。(6)同逢春煤矿过去采用俯伪斜柔性掩护支架回采工艺比较,急倾斜俯伪斜薄煤层综采工作面的工效提高了9.1t/工,人力成本节约了270多万元;同时,产生了增加煤炭资源采出率、改善工作面生产环境、提高生产安全性、促进企业技术创新等方面的社会效益。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD823.213
【部分图文】：

硕士学位论文 2 急倾斜薄煤层俯伪斜综采技图 2.2 所示，在急倾斜俯伪斜工作面，设备在推移过程中自然会下滑。相应的辅助手段才能防止这种情况发生，保证正常回采。由于回采造及煤层倾角变化，工作面布置伪倾斜角很难恒定在一个角度，将变化。因此，要求采煤设备对伪倾斜角变化有一定的适应性。假设0mm，沿煤壁推移时导向系统自然下滑量 A。当支架推移装置向上，推移过程会使导向系统向上移动。另外，在限推杆千斤顶调节下能够上摆，如图 2.3 所示。当上摆量 C 能够弥补导向系统的下滑量设备移动以后才能回到正常状态，才能正常回采。

under the action of the pushrod jack如图 2.2 所示，从工作面设备布置角度，提出一个新的角度参数——层面角。该角度是开采煤层下表面上工作面煤壁线与煤层真倾斜线之间的夹角。结合图2.3，不同层面角对应的导向系统的下滑量计算公式：

庆大学硕士学位论文 2 急倾斜薄煤层俯伪斜综采技术研2）煤炭自溜对伪倾斜角适应性研究由于工作面采用自溜方式运输煤炭，工作面伪倾斜角应大于煤炭自溜角度据在逢春煤矿现场测定，如图 2.4 所示，地面煤炭的自然堆积角度为 41°，煤合堆积角为 37°。考虑到工作面生产淋水等因素，煤炭湿度增加导致煤炭粘能导致煤炭自溜角度增大，因此，工作面伪倾斜角应大于等于 45°。
【参考文献】

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1 谢和平;王金华;姜鹏飞;刘见中;吴刚;周宏伟;任怀伟;;煤炭科学开采新理念与技术变革研究[J];中国工程科学;2015年09期

2 刘明;;急倾斜煤层综采方法的选择与实现途径[J];现代矿业;2015年07期

3 艾勇;彭英豪;;急倾斜煤层综采技术与装备应用分析[J];煤炭科学技术;2015年03期

4 解盘石;伍永平;王红伟;任世广;;大倾角煤层大采高综采围岩运移与支架相互作用规律[J];采矿与安全工程学报;2015年01期

5 金向阳;张丽平;;中纸厂煤矿急倾斜薄煤层机械化开采研究[J];内蒙古煤炭经济;2015年01期

6 毛德兵;王耀辉;;JBB-I型急倾斜煤层刨运综采机组研制与试验[J];煤炭科学技术;2014年09期

7 伍永平;刘孔智;贠东风;解盘石;王红伟;;大倾角煤层安全高效开采技术研究进展[J];煤炭学报;2014年08期

8 吴锋锋;刘长友;李建伟;;“三软”大倾角厚煤层工作面组合液压支架稳定性分析[J];采矿与安全工程学报;2014年05期

9 康松;;俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法的应用[J];中国煤炭工业;2014年08期

10 李加林;李强;黎亮;蒲海峰;白虎;;薄煤层大倾角综采工作面采煤机关键技术应用研究[J];煤矿开采;2013年06期

本文编号：2884963