《综放工作面煤炭安全高效回采成套装备与关键技术开发》

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该项目属工程技术领域,应用于煤炭资源开采。

近十几年来,中国的综放开采成套装备和工艺技术得到广泛推广应用,取得了巨大的经济和社会效益,综采放顶煤技术已经到达了国际领先水平,并实现了向国外发达国家输出综放开采成套技术的历史性突破。但综放开采技术也存在几大技术瓶颈亟待突破,一是工作面两端头无法有效放煤、中间液压支架放煤机构对煤层适应性差,煤炭资源回收率不高;二是后部刮板输送机端头部存在爬坡、弯曲现象,煤流运输不通畅,设备磨损严重,使用寿命低,制约安全高效生产;三是工作面支架架型不统一,工作面长度变化时增减支架困难;四是工作面顺槽支护效率低,可靠性差,未能全部实现机械化支护;五是由于采空区遗留大量煤炭,存在自燃发火的潜在安全隐患。

该项目针对制约综放工作面煤炭高效回收的诸多难题,进行了创新研究,研制了综放工作面煤炭高效回收的关键设备,形成了具有国际领先的综放工作面放煤成套技术。主要创新如下:

1.通过理论研究和集成创新,突破了综放开采端部区域放煤和支护的技术瓶颈,发明了一种综放工作面新型后部刮板输送机交叉侧卸布置配套方式与工艺技术,实现了综放工作面端头区域的高效放煤和有效支护,将综放开采技术和装备水平推向了新高度。

2.立足综放开采支护关键装备升级,发明了分体尾梁放顶煤液压支架和两级伸缩插板式放顶煤液压支架,增强了综放工作面液压支架对不同煤层的适应性,进一步提高了综放工作面煤炭资源整体回收率。

3.创新研制了交叉侧卸式后部刮板输送机和桥式转载机机尾,消除了关键部位的弯曲磨损,改善了后部运输机的运行工况;研发了新型正四连杆低位放顶煤过渡支架,首次实现了综放工作面液压支架的架型统一,便于增减支架,提高了对工作面长度变化的适应性。

4.创新研制了新型巷尾支架、运输顺槽端头支架和超前支架,开发了与之相适应的自动化控制系统,全面取消了单体支护,实现了综放工作面运输顺槽端头及超前区域支护的机械化和自动化,将职工从繁重的体力劳动中彻底解放出来,实现了综放工作面煤炭安全高效回采。

该项目已获发明专利5项,实用新型专利5项,发表论文6篇。该技术研制了适应不同地质条件的放顶煤液压支架及高效运输设备,提高综放工作面煤炭回收率1%以上,全面取消了液压单体支护,实现了运输顺槽端头区域的机械化支护,大幅度减少了采空区煤炭遗留,消除了自燃发火的安全隐患。有效解决了长期困扰综采放顶煤技术发展的诸多难题,为综放智能化开采奠定了坚实的基础。技术成果达到国际领先水平。

研究成果整体技术先后在兖州煤业股份有限公司、榆林市千树塔矿业投资有限公司、天地科技股份有限公司、兖煤澳大利亚有限公司澳思达煤矿得到推广应用。近三年来,新增产值91876元、利税28212万元,取得了巨大的经济效益和社会效益。

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