(1)建立和推导了掘进工作面悬露顶板极限跨距计算公式,形成了以掘进工作面悬露顶板极限跨距计算为主导的巷道围岩稳定性分级方法,有效指导了掘锚一体机施工工艺优化方案制定;
(2)系统分析了制约掘锚一体机在“三软”厚煤层巷道中应用的关键因素,从截割滚筒位态调整、底板接地处理、巷帮作业平台增设等方面提出了困难作业环境下掘锚一体机应用对策,为“三软”煤层条件下掘锚一体机的快速运行奠定了技术基础。
“三软”厚煤层回采巷道掘锚一体机工艺优化及应用
贾后省1,2,皇东山1,3,方珍珠4,李东发4,昌李宁4,王国营1,2
1.河南理工大学 能源科学与工程学院
2.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
3.中赟国际工程有限公司
4.国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿
“三软”厚煤层回采巷道围岩整体强度低,且岩层结构组合普遍变化较大,造成掘进工作面悬露顶板稳定性差异明显,部分顶板稳定性较差区域无法直接采用掘锚一体机及配套施工工艺,造成掘进工作面频繁停工,整体掘进效率下降。针对此类问题,以沙吉海煤矿“三软”厚煤层回采巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等综合研究方法,阐明了掘进工作面悬露顶板漏冒、掘锚一体机陷入底板或跑偏、煤壁片帮是制约掘锚一体机在“三软”厚煤层回采巷道中应用的关键制约因素;考虑悬露顶板厚度、扰动影响系数、顶板各岩层强度及各岩层完整性等参量的影响,建立和推导了掘进工作面悬露顶板极限跨距计算公式;形成了以掘进工作面悬露顶板极限跨距计算为主导的巷道围岩稳定性分级方法,将“三软”厚煤层回采巷道围岩划分为极稳定、稳定、中等稳定、不稳定、极不稳定5个级别;提出了不同稳定性级别围岩条件下掘锚一体机装备及施工工艺分类优化方案,并从截割滚筒位态调整、底板接地处理、巷帮作业平台增设等方面给出了困难作业环境下掘锚一体机应用对策。研究成果在沙吉海煤矿B1003W05工作面巷道进行了工程应用,其分类优化方案可有效保障掘锚一体机在“三软”厚煤层中的正常运行,相比邻近巷道采用悬臂式掘进机综掘工艺,掘进速度提升了1.0~1.8倍。
贾后省
教授
博士生导师
贾后省,教授,博士生导师,就职于河南理工大学能源科学与工程学院,主要从事巷道矿压理论与灾害防治领域的人才培养和科学研究,兼任深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室执行主任、煤炭行业巷道支护与围岩控制工程研究中心副主任。曾获全国煤炭行业青年五四奖章、全国煤矿支护优秀专家、全国煤炭行业青年岗位能手、全国煤炭青年科技奖、中原青年拔尖人才、河南青年五四奖章、河南省高校科技创新人才等荣誉和称号。
矿山压力与岩层控制
近年来,主持国家级项目3项,其他项目30余项;第一或通讯作者发表学术论文50余篇,独立出版专著2部;第一发明人授权发明专利22项、其他专利30余项,第一完成人获中国专利优秀奖、河南省科技进步二等奖、四川省科技进步二等奖等在内的省级以上奖励10余项。
引用格式
贾后省,皇东山,方珍珠,等. “三软”厚煤层回采巷道掘锚一体机工艺优化及应用[J]. 煤炭科学技术,2024,52(8):1−10.
JIA Housheng,HUANG Dongshan,FANG Zhenzhu,et al. Process optimization and application of bolter miner for “three-soft” thick coal seam mining roadway[J]. Coal Science and Technology,2024,52(8):1−10.