为解决超长工作面回采过程中出现的剧烈矿压显现问题,以魏墙煤矿400m超长工作面为工程背景,通过类比分析陕北地区数个煤矿超长工作面液压支架基本参数,结合载荷估算法、FLAC3D数值模拟和普式拱理论等方法综合确定液压支架支护强度和工作阻力。利用现有300 m工作面液压支架压力监测数据,校核修正超长工作面主要参数,并进行300 m工作面和400 m超长工作面的经济效益和优缺点对比分析。结果表明,400 m超长工作面选用的液压支架支护强度应不低于1.2 MPa,工作阻力不低于17 000 kN,可实现顶板稳定性控制,具有减小巷道掘进工程量、提高综采工作面工效、解决采掘接续难题等显著优点,可满足年产700万t煤炭资源的开采要求,具有良好的经济效益和社会效益。

矿井环境复杂,粉尘颗粒、有害气体和潮湿等作业环境会对机械设备造成不同程度的腐蚀,同时因开采强度和开采深度的不断增加,引发的煤层硫化氢气体会加速损坏液压支架立柱及千斤顶的使用寿命。基于矿用液压支架千斤顶活塞杆在井下复杂的工况下出现不同程度的锈蚀、斑坑等表面局部缺陷,为有效解决活塞杆镀层损伤问题,提高部件复用率,黄陵矿业机电总厂通过对比分析,引进了一种先进的增材技术,即激光熔覆再制造技术,重点介绍了该技术的加工原理、修复工艺及特点等。实践表明,该技术显著提高了千斤顶表面的硬度、耐腐蚀性及耐磨性等性能,能够大幅延长液压支架千斤顶的服役寿命,保障矿井安全生产。

煤矿生产需要消耗大量的水资源,对矿井当地的水生态环境影响巨大,并且煤矿排出的污水会再次污染环境,使得地企关系紧张且难以协调。钻孔作业是保证煤矿安全生产的重要工作之一,同样需要大量的水资源作为钻进液,目前尚无办法可重复利用。为了节约水资源、降低生产成本、改善作业环境,文章通过研究与设计了一套钻孔施工水复用系统,该系统通过特殊设备将钻孔作业产生的污水收集和过滤,然后采用气动注浆泵将水再次注入钻进系统,实现了水资源的重复利用。系统结构简单可靠,体积小巧,以气动注浆泵为动力源,可在大淋水高瓦斯场合安全使用,达到了本质安全,为煤矿钻孔施工生产污水的复用提供了新思路。

气动隔膜泵以压缩空气为动力达到本质安全,在我国煤矿井下排水工作中得到普及和应用。通过对气动隔膜泵的工作原理进行研究,结合煤矿井下巷道中对积水深度要求,研究开发出一套气动隔膜泵自动控制系统,该系统利用水浮力控制的浮筒传动装置和合理的气路控制系统实现了气动隔膜泵的自动控制,为气动隔膜泵的自动控制提供了新思路。

为改变传统自动风门需要人工开启、车辆行走空间有限、存在较大不安全隐患的现状。从矿井风门设置原因及要求出发，阐述了矿井风门的分类和自动风门的组成，并对气动、电动平衡、电动推拉风门运行操作方式进行了详尽说明;接着对气动、电动平衡、电动推拉风门在施工方式、施工时长和承受压差几方面进行优缺点对比，得出合适的使用条件。综合分析后，大柳塔煤矿采用的新型自动风门，在减少工作人员和降低生产成本等方面得到改善，且随着矿井水平延伸，开始向深部开采，自动风门的作用效果就会更加明显。

基于黄陵二号煤矿的井下特殊环境,为有效解决液压支架因腐蚀与磨损等问题对矿井生产安全带来的隐患,利用激光熔覆技术对液压支架(材料以27SiMn钢为主)蚀损表面进行修复,修复材料为铁基合金粉末。利用配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对铁基合金熔覆层的显微组织进行分析测试;显微硬度仪对铁基合金复合熔覆层的硬度进行分析评估;中性盐雾试验对修复涂层的耐腐蚀性进行测试。结果发现,激光熔覆制备铁基合金修复层具有较好的微观组织,Cr等微合金化元素含量较高,层间界面结合良好;熔覆层硬度(527.4±20 HV_(0.1))较基体(261.2±20 HV_(0.1))得到大幅提升;在经过长时间盐雾腐蚀后,熔覆层表面仅出现一个锈点,说明熔覆层具有很好的耐腐蚀性能,能够大幅提高液压支柱的服役寿命,保障井下安全生产。

液压支架的载荷、位姿等数据信息是对顶板灾害进行预测、预警的重要依据。基于液压支架位姿-载荷变化的工作面顶板灾害监测信息特征参数,结合杨伙盘煤矿30112工作面液压支架载荷实测数据,采用数据特征分解方法,有效提取了液压支架载荷数据的趋势项与循环周期项,选用多种算法对液压支架载荷监测数据进行数据建模分析,较好地实现了对液压支架载荷的单点预测及一个支护循环周期的载荷预测。研究结果表明,不同数据模型对液压支架载荷的单点预测效果较好,而SARIMA模型对液压支架一个支护循环周期的载荷预测效果较ARIMA模型更好。研究成果可以为综采工作面顶板灾害预测预警提供技术参考,具有一定的工程实用价值。

王坡煤矿以往巷道顶锚杆(锚索)支护都采用气动MQY-120钻机,巷帮采用气动ZQS-50钻机,循环作业中支护耗时占比较大,制约采区巷道的掘进速度。为实现快速掘进,全液压锚杆锚索钻车被王坡煤矿逐步推广,CMM2-15型液压钻车在3312运输顺槽支护作业中实现顶帮平行作业、快速主动临时支护,采用钻车支护后施工锚杆(锚索)孔耗时平均降低约50%,提高了施工现场的施工安全系数,降低了劳动强度,满足巷道高效快速掘进的要求。

针对整体框架式重载支架搬运车设计液压独立悬架,保证支架搬运车在井下复杂路面上具有较好的适应性及平顺性:通过安装在悬架上的悬挂油缸的伸缩来实现轮胎的上下摆动,车辆通过复杂工况路面时,悬挂油缸提供的纵向补偿使车辆各悬架间承载均衡。同时,独立悬架为车辆的重要承载部件且重载支架搬运车本身质量大及其大载重量,需要液压独立悬架具有足够的强度及刚度来满足车辆的承载。对液压独立悬架各部分结构分别设计并对关键承载件进行有限元分析,提高重载支架搬运车在井下起伏路面、涉水路面和多弯巷道等复杂工况下的适应能力。

介绍了黄陵二号煤矿第一套600万t大采高综采配套设备SGZ-1200／3×855型运输机阀控调速型液力偶合器的使用情况，以及出现问题后的解决方案和使用效果，为黄陵二号煤矿第二套大采高设备的配置、管理提供了可靠的理论依据和现场管理经验。