羊场湾煤矿大采高综采工艺设备确定与应用

论文摘要

大采高一次采全高开采工艺已成为厚煤层开采发展的重要方向之一。宁东矿区羊场湾煤矿大采高开采煤层倾角8~15°(局部达20°),走向起伏角度8~12°,围岩节理与裂隙发育,侧压大,片帮与局部化冒顶严重。大采高综采工作面“三机”(采煤机、刮板输送机与液压支架)优化确定是关键。针对宁东矿区羊场湾煤矿6.2m大采高综采工作面关键设备选型与安全开采问题,通过大采高工作面资源赋存条件调查、煤岩力学参数实验、数值计算、相似模拟实验和监(探)测等方法及手段,确定了大采高综采工作面合理开采技术参数,为大采高工作面综采设备性能安全高效发挥奠定了围岩控制基础;基于理论分析、数值计算与工程类比等综合方法,优化确定了支架、采煤机和刮板输送机等关键技术与性能参数,为实现大采高安全高产高效开采提供了装备条件;提出并实施了支架、采煤机、刮板输送机和成套机组安全运行技术与监测及管理对策,保障了大采高综采设备正常、连续运行,提高了开采效率;开采实践表明,大采高设备的整体性能与技术水平均适应羊场湾煤矿复杂开采技术条件,满足综采工作面的安全推进,实现了高产高效安全生产,经济与社会效益显著。本研究成果对宁东矿区类似条件下大采高工作面设备选型和安全高产高效开采具有借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内外大采高工作面装备发展状况
• 1.3.2 国内大采高综采设备的研究现状及发展趋势
• 1.3.3 国内外矿山压力理论研究现状
• 1.4 羊场湾煤矿综采开采技术沿革
• 1.5 论文研究的基本内容
• 1.6 研究方案及技术路线
• 1.6.1 研究方案
• 1.6.2 技术路线
• 2 综采工作面开采条件与煤岩特征
• 2.1 工作面工程地质概况
• 2.1.1 区域综合地质特征
• 2.1.2 工作面围岩赋存特征
• 2.1.3 大采高工作面开采条件
• 2.2 煤与顶底板岩石力学参数测定
• 2.2.1 煤样抗压试验
• 2.2.2 煤样抗拉试验
• 2.2.3 煤样抗剪试验
• 2.2.4 顶/底板围岩岩性测定
• 2.3 本章小结
• 3 综采工作面设备选型确定
• 3.1 支架选型
• 3.1.1 支架选型的相似模拟研究
• 3.1.2 支架支护强度的理论计算
• 3.1.3 支架确定与主要技术参数
• 3.2 采煤机选型
• 3.2.1 采煤机生产能力计算
• 3.2.2 采煤机装机功率估算
• 3.3 刮板输送机/转载机和破碎机选型
• 3.4 大采高工作面成套装备
• 3.5 本章小结
• 4 综采工作面设备稳定性控制技术分析
• 4.1 工作面总体布置情况
• 4.2 大采高工作面设备稳定性控制技术
• 4.2.1 支架防倒滑稳定性控制
• 4.2.2 片帮与漏顶控制
• 4.2.3 采煤机稳定性控制
• 4.2.4 刮板运输机下滑控制
• 4.2.5 机组系统沿走向动态控制
• 4.2.6 架前冒顶控制措施
• 4.2.7 工作面顶板控制
• 4.3 本章小结
• 5 现场开采应用与效果
• 5.1 工作面矿压监测
• 5.1.1 矿压显现规律
• 5.1.2 设备更换统计
• 5.1.3 顶板破碎状况探测
• 5.2 开采效果评价
• 5.3 大采高设备运转分析与评价
• 5.3.1 装备的总体评价
• 5.3.2 综采装备服务评价
• 5.3.3 装备稳定性与可靠性评价
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录