黄沙矿极薄煤层高效综采技术研究

论文摘要

极薄煤层安全高效综合机械化开采是当今煤炭生产中的世界性难题，开展对极薄煤层开采技术的研究引起了国家和相关行业的重视。本论文以黄沙矿为研究实例，利用UDEC软件建立了在地质条件相同的情况下不同煤层厚度的采场数值模型，分析比较了薄煤层和中厚煤层在开采时的工作面上覆岩层的移动规律，做出了极薄煤综采的可行性评估。应用模糊数学和最优化方法，开发出薄煤层液压支架总体结构参数的模糊聚类分析和优化程序，对液压支架进行优化设计，使支架的特性适应极薄煤层顶板的特征，对采煤机和刮板输送机进行改进使其达到了优化组合。同时将集中控制系统、采煤机远程控制系统、PM32液压支架电液控制系统应用到实践中，实现了自动化综采，通过工业性试验取得良好的经济效益和安全效益，在峰峰集团和全国的老矿区有着广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 薄煤层开采设备的发展现状
• 1.2.2 薄煤层高效开采技术发展现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 主要研究方法及技术路线
• 2 极薄煤层综采工作面围岩运移规律分析
• 2.1 采场上覆岩层运动规律
• 2.1.1 上覆岩层“三带”划分
• 2.1.2 上覆岩层离层发生的位置和条件
• 2.1.3 采场上覆岩层破坏的形式与过程
• 2.2 极薄煤层工作面围岩运移规律数值模拟
• 2.2.1 矿井地质条件概况
• 2.2.2 UDEC 软件介绍
• 2.2.3 采场数值计算模型的建立
• 2.2.4 极薄煤层及中厚煤层采场围岩活动数值模拟
• 2.2.5 采场上覆岩层的移动规律分析
• 2.3 试验工作面矿压参数
• 2.3.1 矿压监测及管理
• 2.3.2 监测结果
• 2.4 本章小结
• 3 极薄煤层综采液压支架设计与装备配套
• 3.1 极薄煤层综采装备选型和配套原则
• 3.1.1 极薄煤层设备选型原则
• 3.1.2 极薄煤层设备选型影响因素
• 3.2 极薄煤层综采液压支架设计
• 3.2.1 极薄煤层综采液压支架设计原则
• 3.2.2 极薄煤层液压支架优化设计
• 3.2.3 极薄煤层液压支架主要结构形式确定
• 3.2.4 极薄煤层液压支架参数确定
• 3.2.5 极薄煤层液压支架受力分析
• 3.2.6 极薄煤层液压支架结构特点
• 3.3 极薄煤层综采成套设备配套
• 3.3.1 极薄煤层采煤机选型
• 3.3.2 极薄煤层输送机选型
• 3.3.3 极薄煤层综采成套设备配套参数确定
• 3.4 本章小结
• 4 极薄煤层自动化开采技术
• 4.1 黄沙矿极薄煤层自动化开采技术概述
• 4.1.1 自动化开采工作面关键组成部分
• 4.1.2 系统流程概述
• 4.2 集中控制系统简介
• 4.3 PM32 液压支架电液控制系统
• 4.3.1 自动移架（ASQ）简略流程
• 4.3.2 跟机自动化准备步骤
• 4.4 采煤机远程控制系统
• 4.4.1 登陆界面
• 4.4.2 主控制界面
• 4.4.3 参数设置界面
• 4.4.4 报警查询界面
• 4.4.5 操作流程
• 4.5 本章小结
• 5 极薄煤层高效综采工业性试验
• 5.1 工作面地质概况
• 5.2 采煤方法及回采工艺流程
• 5.2.1 采煤方法
• 5.2.2 回采工艺
• 5.2.3 试验面综采工作面系统图
• 5.3 工业性试验过程
• 5.3.1 工作面管理措施
• 5.3.2 机电管理措施
• 5.3.3 提高回采率措施
• 5.3.4 提高煤质措施
• 5.3.5 其它管理措施
• 5.4 工业性试验效果
• 5.4.1 预期效果
• 5.4.2 试验效果
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在学期间发表的学术论文
• 在学期间参加科研项目
• 主要获奖