支架-围岩多维动态模型
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攻克了大倾角煤层长壁综采关键技术,全面提升了我国大倾角煤层开采技术水平。
关键技术之工作面调伪斜技术:着眼于降低工作面倾角,提高采煤及支护装备的稳定性,发明了工作面调伪斜(运输巷超前回风巷为伪仰斜,回风巷超前运输巷为伪俯斜)方法。
关键技术之工作面非线性布置: 着眼于提高大倾角工作面倾斜下部基础支架的稳定性,发明了工作面“圆弧段-直线”、“楔形”非直线布置方法。
关键技术之大范围岩层控制方法: 着眼于消除或降低单一大倾角工作面的采空区非均匀充填效应,发明了基于多区段煤柱隔离效应的大范围岩层控制方法。
关键技术之支架工作阻力/放煤量分区控制: 针对大倾角厚煤层综放开采过程中顶煤漏冒与支架承载的区化特征,提出了支架工作阻力和顶煤放出量分区域控制方法。
关键技术之高煤壁稳定性控制: 针对大倾角厚煤层综放开采过程中煤壁片帮加剧的现象,提出了“坚硬顶板耦合弱化、煤壁超前加固”的松软煤层高煤壁稳定性控制方法。
关键技术之异形断面巷道支护技术: 提出了以锚杆为核心、锚索与棚架为主体并辅以注浆和表面封闭的多介质结构耦合支护理论与技术;发明了大倾角煤层长壁采场区段异形断面巷道整体高强度柔性支护方法。
关键技术之飞矸灾害全方位立体防护技术 : 针对大倾角煤层长壁工作面飞矸灾害难题,提出了“刚柔相济,横纵结合”的大倾角煤层长壁综采工作面安全防护体系。
工作面调伪斜与非线性布置
大范围岩层与顶煤分区域控制
异形断面巷道支护技术
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提出了大倾角煤层长壁综采装备设计理论与方法,校企合作研发了成套装备,填补了成套特种综采装备空白。
基于以工作面支架为核心、提高支架、采煤机、输送机(三机)系统耦合程度与整体稳定性的装备设计思想,确立了大倾角状态下“三机”设计原则。提出了合理确定支架工作阻力和底板比压、提高纵-横向稳定性与调整能力、轻型化与高可靠性的工作面支架优化设计方法;四象限控制、增大牵引力与制动力、提高纵-横向稳定性和摇臂强制润滑能力、降低工作重心的采煤机设计方法;提高整体强度与自身防滑能力、增大功率和瞬时通过能力的输送机设计方法。协同研发了具有主动防倒防滑、自动扶正、稳定状态三维可调、防陷、护帮、工作阻力分区域电液控制等特点的工作面基本支架,具有横向布置、空间分隔、整体移动、全封闭等特点的工作面下端头支架,具有变频控制、牵截合一、强制润滑、过失保护等特点的采煤机和具有高强度、小比压、强制限位、主动防滑等特点的工作面输送机,解决了大倾角煤层长壁综采“三机”优化配套难题,提升了难采煤层综采成套装备研制水平。