(1)针对超高与超长工作面所面临的开采强度大、工作面矿压显现明显、开采装备适应性差等技术难题,提出了:“超大开采空间全覆岩三维动态破断规律与超高煤壁失稳破坏机理” “超大开采空间强矿压覆岩结构改造及其应力调控机理” “多重动载作用下超高与超长综采装备群动态响应及高效智能协同作业机制”三大科学问题,上述科学问题的解决将为超大开采空间综采工作面安全高效开采提供理论基础。
(2)揭示了超大采高工作面矿压显现的显著特点是来压剧烈,超长工作面开采矿压显现的显著特点是覆岩分区破断和矿压动态迁移。基于超大开采空间综采工作面的矿压显现特点,提出以围岩控制为核心,从超大采高工作面全覆岩破断结构模型、覆岩组纵向联动破断及时空演化规律、强矿压区域压裂卸压机理、开采装备群一体化智能协同控制等方面出发,研发井下超大开采空间强矿压区域压裂卸压成套技术及装备、研发超大开采空间开采装备、工作面“采-支-运”装备群相对位置的精准感知系统等,最终形成超高与超长工作面高效综采技术装备体系。
(3)提出了煤矿超高与超长工作面高效综采关键科学技术问题与装备研发的构想,研究成果能为我国煤矿超大开采空间的安全高效开采提供有力支撑。
超高与超长工作面高效综采关键技术及装备发展现状与展望
李明忠1,赵文革2,闫汝瑜3,4,5,王家臣5,雷亚军6,杨征7,韩会军3,张金虎3,冯彦军3,张德生3,黄志增3
1.北京天玛智控科技股份有限公司
2.陕西煤业股份有限公司
3.中煤科工开采研究院有限公司
4.煤炭科学研究总院 开采研究分院
5.中国矿业大学(北京)
6.陕西陕煤曹家滩矿业有限公司
7.陕西小保当矿业有限公司
煤炭作为我国经济发展的重要能源支撑,未来一段时间内,其在能源消费中仍将保持主导地位,随着相关技术装备的不断发展,我国部分矿井已实现单井单面产量突破千万吨,煤炭资源安全高效开发是我国未来科技发展的重要方向。依托国家重点研发计划项目“煤矿超高与超长工作面高效综采关键技术及装备”,以超高与超长工作面高效开采为核心,介绍了国内外超高与超长高效综采工作面的岩层控制理论、技术与综采装备发展现状,围绕“超大开采空间全覆岩三维动态破断规律与超高煤壁失稳破坏机理”“超大开采空间强矿压覆岩结构改造及其应力调控机理”“多重动载作用下超高与超长综采装备群动态响应及高效智能协同作业机制”三大科学问题,开展“超大开采空间全覆岩破断运移机理及围岩协同控制理论”“超大开采空间强矿压区域压裂卸压技术与装备”“超高与超长工作面智能开采成套装备”“超高与超长工作面装备群智能协同控制技术与装备”“超高与超长工作面高效综采工程示范”5项技术攻关。实践表明,我国部分超高与超长采煤工作面已形成成套技术及装备体系,为我国地质条件较为简单的厚煤层及中厚煤层矿区煤炭资源的安全、高效、绿色开采提供了可靠保障。指出了我国超高与超长高效综采工作面理论技术与装备及其控制的发展方向。
李明忠
研究员
博士生导师
李明忠,男,1978年10月生,山东郓城人,研究员,博士生导师,能源化工行业“大国工匠”获得者,中国煤炭行业科技攻关突出贡献人才。
煤矿智能化开采、液压支架设计
主持和参与国家重点研发计划及省部级科研项目20余项。先后获得国家科技进步二等奖1项,省部级特等奖3项,省部级一等奖10项,其他奖项20余项。发表论文32篇,合著专著4部;授权发明专利30项;起草国家标准 7 项。
引用格式
李明忠,赵文革,闫汝瑜,等. 超高与超长工作面高效综采关键技术及装备发展现状与展望[J]. 煤炭科学技术,2024,52(9):198−208.
LI Mingzhong,ZHAO Wenge,YAN Ruyu,et al. Development status and prospect on key technical equipment of high efficiency fully mechanized mining in super high and super long working face[J]. Coal Science and Technology,2024,52(9):198−208.