为解决以往综采作业面上液压支架出现的上窜、下滑、跟机效果差和人工干预依赖度高等问题,本文以综采工作面采煤工艺优化作为研究目标,围绕优化采煤工艺流程和引入协同作业控制技术两个层面进行工艺要点的梳理,实现对采煤工艺流程的系统优化,有效提升综采工作面上的工艺自动控制水平,实现智能化的开采目标,为同类采煤作业技术的现场应用提供重要参考。

随着煤矿开采能力不断提升,综采工作面的服务年限越来越短,搬家倒面的次数也越来越多。同时,伴随着设备重量和体积的不断增大,给综采工作面设备的回撤、安装增加了难度。为了提高工作面设备的回撤、安装工作效率,降低劳动强度,减少安全隐患,三元煤业设计了一种液压支架安装调向、自动就位装置,该装置不仅可提高综采工作面安装、回撤的速度,而且具有行业内借鉴、推广的价值。

描述了在MATLAB/Simulink环境下建立计算机模型的过程,并提出了最优PID(比例-积分-微分)和模型预测控制器。生成的模型用于控件设计。提出了最优PID和模型预测控制器(MPC)。通过搭建该系统用于综采工作面超前支护,试验结果表明,该系统工作可靠,可以有效的将综采工作面沉降率降低到10 mm/d,且更早达到地质稳定。

介绍了液压支架移架的基本工作原理,结合煤矿工作面实际情况对移架速度产生影响的主要原因进行了分析,提出了针对性的技术改造措施,并将其应用到煤矿工程实践中,取得了很好的应用效果,保障了整体的采煤效率。

进行矿井综采时,可能会出现工作面塌陷和承载能力下降等问题,直接影响相应施工的安全效果。因此要从液压支架安全回撤工艺以及所使用的设备角度出发,确保支架采面顺利调向并在结尾处进行空窗处理。基于此,可分析液压支架回撤工艺中所存在的问题以及回撤线路的选择。提出综采工作面液压支架回撤技术的有效应用策略。

针对综采工作面在搬家回撤时液压支架回撤难度大、回撤效率低及安全系数低等技术难题,四明山煤矿对9106工作面液压支架提出了后退迈步掩护式回撤工艺,并对工作面回撤期间顶板采取合理有效的安全支护措施。通过实际应用效果来看,与传统前进式回撤工艺相比,工作面支架回撤周期可缩短4 d,保证了工作面液压支架安全快速回撤,取得了显著应用成效。

针对煤矿井下综采工作面液压支架电液控制系统存在的控制实时性差、可靠性低、故障率高的问题,设计基于STM32103F的智能型液压支架电液控制系统。采用CAN总线通讯模式将液压支架控制器进行通讯分组,实现液压支架的单机控制、联机联动控制,同时保证液压支架运行安全、平稳。经试验测试表明,该方案控制实时性好、可靠性高、故障率低,提高了煤矿综采工作面生产效率。

液压支架作为综采工作面最主要的生产工具之一,是决定整个综采工作面能否快速高效安装的重要环节,所有设备都需以液压支架作为核心进行稳装。于传统综采工作面稳装工艺中,对液压支架的安装通常采用上行安装工艺,然而随着综采工作面不断向矿井深处延伸,上风巷压力也会变得越来越大,液压支架上行式安装的难度也越来越大。所以对复杂条件工作面液压支架采取合理有效的安装工艺,对工作面快速高质量衔接具有重要意义。

随着目前我国采煤工程已经实现机械化自动化发展,对厚煤和中厚煤层的开采技术也不断成熟,由此加强了对工作面的支架数量和质量的控制,通过综采工作面液压支架的安全撤回工艺,能够极大节约液压支架撤回时间,同样也可以减少总体施工消耗,增强施工管理的控制水平,综采工作面,液压支架安全撤回工艺。在搬运的过程中必须严格坚持面到面的方案,不能转载,搬运。通过无轨胶轮车可以提高搬运的整体速度,同样也能够确保安全撤回的效果。

为了使液压支架配合采煤机达到安全、高效的生产目标,通过对彬长矿业公司大佛寺煤矿40111工作面和文家坡煤矿4105工作面的液压支架智能化升级改造方案进行对比研究,形成了彬长矿业公司智能化综放工作面设备改造升级技术框架。在对井下工作面智能化设备使用情况调研的基础上,分析了不同配置的传感器和不同流量的液压阀在液压支架改造后的使用情况,及其与采煤机、刮板机联动配合的运行机制,揭示了综放工作面液压支架智能化改造升级不同的技术方案对生产过程的影响。