综采工作面超前支护是影响工作面安全生产的重要方面。以A矿14-1103综采工作面为工程背景,对该工作面超前支承应力规律进行了分析研究,对支护形式进行了对比选择,最终制定了合理的支护方案,并在工作面上下顺槽采用超前液压支架对巷道进行了超前维护。实践表明,该支护方案不仅提高了支护效率,降低了巷道围岩的变形量,保障了工作面的安全生产,对该矿其他工作面的超前支护具有借鉴意义。

对于大采高综采工作面,人行区的主要粉尘来源是支架移架产尘。为了控制支架移架产生的大量粉尘对人行区的污染,创新设计支架封闭控尘装置。通过实验室试验对装置进行了结构改进及优化,然后经现场应用测试效果分析验证了该封闭控尘装置的有效性。现场应用表明:该装置对支架移架产尘有很好的导尘效果,在尘源附近的降尘效率达到94.8%,极大地改善了工作面的生产环境。

液压支架是综采工作面重要的设备之一,合理地选择液压支架型号是保证工作面安全生产的重要前提条件。针对豹子沟煤矿2201工作面液压支架选型问题,采用多种方法进行所需支护强度的计算,结合实际地质条件,综合考虑选择支架型号,为相似地质条件工作面支架选型提供依据。

以青瓷窑煤矿8602薄煤层综采工作面为背景,通过计算确定液压支架的高度、支护强度、架数,合理进行液压支架的选型。通过对液压支架阻力变化规律和综采工作面基本顶来压规律分析,得出所选液压支架可保证综采工作面顶板稳定,可保证安全开采,应用效果良好。

针对8307工作面在过断层期间,工作面液压支架出现倒架、歪架等现象,导致工作面液压支架移架困难、支护效果差、支架故障率高等,综采一队通过技术研究,对过断层期间支架出现倒架原因进行合理分析,并根据生产实际情况,提出了合理有效的预防措施。通过实际应用效果来看,采取预防措施后工作面在后期过断层期间控制了倒架现象,保证了工作面安全高效回采,取得了显著应用成效。

为提高综采工作面自动化采煤作业水平,针对王庄煤矿综采工作面生产工艺工序特点,提出一种细化采煤自动化跟机作业的生产工艺方法,即将工作面自动化跟机作业采煤工艺划分为工作面中部、工作面机头和机尾自动化跟机作业3个阶段,并对其生产工艺流程和关键节点进行详细的分析和阐述。应用结果表明:该工艺不仅能够实现工作面自动化采煤各工序连贯运行作业,又可以做到单独运行操作,工作面采煤工艺自动化作业程度得到了较为明显的提升,达到了工作面安全高效生产的要求。

针对智能化综采工作面采煤机截煤与液压支架自动跟机移架协同效率低、经常需要人工干预等问题,依据工作面回采作业工序,将采煤机截煤与移架作业工序进行细化分解,重新对应匹配生成新的协同作业工序,同时增设协同作业操作控制逻辑,形成了采煤机与液压支架协同作业控制技术。通过现场应用,该技术能够有效减少人工干预,提高工作面生产作业效率,为井下采煤工作面自动化无人开采提供了技术支撑。

综采工作面液压支架降柱移架产生的粉尘极大地威胁着矿工的身心健康。创新性设计了一种液压支架侧护板落尘导移装置,通过液压油缸实现该装置的自动伸缩。通过现场试验,该装置表现出较好的降尘效果,最大降尘效果率达95.28%,有效解决了支架降柱移架产生的粉尘对矿工活动区的污染。

针对液压支架移架速度缓慢的问题,借助AMESim16.0软件,建立仿真模型,对液压支架移架速度影响因素进行分析,基于此对影响因素参数进行了优选。应用结果表明,相较于参数优化之前,液压支架工作更加稳定可靠,提升了液压支架的移架速度、设备利用率和采煤效率。

通过对大倾角煤层液压支架的深入分析发现,虽然它已被广泛应用于缓斜薄及中厚煤层,但是由于其结构缺陷、缺乏良好的设备管理以及缺乏丰富的操作经验,导致其使用受到了严重的限制。为此,我们必须采取措施,开发出更具有效率的控制技术,以确保液压支架的可靠性。经过对伪斜工作面的几何特征的深入研究,可以准确地确定出伪斜布置的最佳倾角和超前量,并且在掘进和回采的过程中,将运输顺槽抬升至较高的位置,同时,将工作面的下部分做成圆弧形,这样可以有效地阻止液压支架的下滑和倒塌,从而保证大倾角煤层的安全、高效的开采,为类似的煤层的普遍使用提供了重要的借鉴。