“三软”厚煤层回采巷道掘锚一体机工艺优化及应用

作     者：贾后省 皇东山 方珍珠 李东发 昌李宁 王国营 JIA Housheng;HUANG Dongshan;FANG Zhenzhu;LI Dongfa;CHANG Lining;WANG Guoying

作者机构：河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 中赟国际工程有限公司河南郑州450015 国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿新疆塔城834400 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2024年第52卷第8期

页      面：1-10页

核心收录：

学科分类：1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 0709[理学-地质学] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：教育部实验教学和教学实验室建设研究项目(SYJX2024-131) 河南省高校科技创新人才资助项目(22HASTIT010) 国家自然科学基金资助项目(52074102) 

主　　题：“三软”厚煤层 回采巷道 掘锚一体机 采掘工艺 快速掘进 

摘      要：“三软厚煤层回采巷道围岩整体强度低,且岩层结构组合普遍变化较大,造成掘进工作面悬露顶板稳定性差异明显,部分顶板稳定性较差区域无法直接采用掘锚一体机及配套施工工艺,造成掘进工作面频繁停工,整体掘进效率下降。针对此类问题,以沙吉海煤矿“三软厚煤层回采巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等综合研究方法,阐明了掘进工作面悬露顶板漏冒、掘锚一体机陷入底板或跑偏、煤壁片帮是制约掘锚一体机在“三软厚煤层回采巷道中应用的关键制约因素;考虑悬露顶板厚度、扰动影响系数、顶板各岩层强度及各岩层完整性等参量的影响,建立和推导了掘进工作面悬露顶板极限跨距计算公式;形成了以掘进工作面悬露顶板极限跨距计算为主导的巷道围岩稳定性分级方法,将“三软厚煤层回采巷道围岩划分为极稳定、稳定、中等稳定、不稳定、极不稳定5个级别;提出了不同稳定性级别围岩条件下掘锚一体机装备及施工工艺分类优化方案,并从截割滚筒位态调整、底板接地处理、巷帮作业平台增设等方面给出了困难作业环境下掘锚一体机应用对策。研究成果在沙吉海煤矿B1003W05工作面巷道进行了工程应用,其分类优化方案可有效保障掘锚一体机在“三软厚煤层中的正常运行,相比邻近巷道采用悬臂式掘进机综掘工艺,掘进速度提升了1.0~1.8倍。