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第1章 绪论1

1.1国内外大采高综采技术的发展现状和趋势1

1.1.1国外大采高综采技术的发展现状和趋势1

1.1.2我国大采高综采技术的发展现状和趋势3

1.1.3综放开采技术的发展趋势4

1.2王庄煤矿发展大采高自动化综放开采技术的背景和意义5

1.3主要创新性工作和成果7

第2章 大采高自动化综放工作面设备配套技术9

2.1大采高自动化综放工作面基本条件9

2.1.1概况9

2.1.2地质条件10

2.1.3开采技术条件11

2.2大采高自动化综放工作面设备配套选型12

2.2.1大采高自动化综放工作面设备选型配套的基本原则12

2.2.2大采高自动化综放工作面主要设备的选型计算13

2.2.3大采高自动化综放工作面设备配套的确定16

2.3大采高综放液压支架设计18

2.3.1支架设计目标、原则、标准和方法19

2.3.2支架主要技术参数的确定20

2.3.3支架主要技术参数21

2.3.4支架结构特点24

2.3.5支架运动分析和受力分析及强度校核25

2.3.6支架三维建模及强度有限元分析29

2.4大采高综放工作面端头支护技术32

2.4.1端头支护技术现状32

2.4.2大采高综放工作面端头支护的特点和要求33

2.4.3大采高综放工作面新型端头支架研制33

2.4.4侧向自移式端头液压支架的配套与应用效果37

2.5设备配套合理性分析40

第3章 大采高综放工作面煤矸流场特征及工艺参数优化42

3.1大采高综放工作面煤岩的运移规律42

3.1.1顶煤裂隙演化规律42

3.1.2顶煤破碎块度分布规律45

3.2大采高综放开采煤矸流场特征47

3.2.1综放开采顶煤破断冒放的块度理论47

3.2.2大采高综放开采放煤工艺散体模拟实验49

3.2.3大采高综放开采煤矸流场特征53

3.3大采高综放条件下煤岩冒落规律的影响因素分析54

3.3.1机采高度对煤岩冒落规律的影响54

3.3.2支架掩护梁倾角对煤矸流动过程中成拱的影响54

3.3.3煤层厚度对顶煤冒放性的影响58

3.4综放采场上覆岩层结构61

3.4.1综放采场上覆岩层活动规律61

3.4.2顶煤的受力分析63

3.5机采高度对综放面超前支承压力分布规律影响的数值模拟64

3.5.1模拟软件简介64

3.5.2计算模型的建立65

3.5.3模拟结果分析67

3.6大采高综放工作面放煤工艺参数优化79

3.6.1顶煤损失分析79

3.6.2合理的放煤步距83

3.6.3合理的放煤方式90

3.7工作面改善放煤效果的振动放煤技术92

3.7.1振动放顶煤技术原理92

3.7.2振动放顶煤支架的安装与使用93

3.7.3振动放顶煤技术工业性试验94

3.7.4振动放顶煤工业性试验结果分析94

第4章 大采高综放工作面矿压显现规律与支架适应性98

4.1大采高综放工作面顶板活动规律98

4.1.1工作面上部支护阻力随工作面推进的循环变化规律98

4.1.2工作面中部支护阻力随工作面推进的循环变化规律98

4.1.3工作面下部支护阻力随工作面推进的循环变化规律104

4.1.4大采高综放工作面顶板来压特点104

4.1.5工作面沿面长方向的压力分布107

4.2大采高综放工作面煤岩稳定性及其控制108

4.2.1现场观测方法108

4.2.2煤壁稳定性分析109

4.2.3端面顶煤的稳定性分析112

4.2.4煤岩稳定性控制技术115

4.3大采高综放支架的承载特征及适应性分析117

4.3.1支架的承载特征118

4.3.2支架的适应性分析122

第5章 大采高综放工作面自动化控制技术125

5.1概述125

5.1.1大采高综放工作面自动化控制技术研究的意义125

5.1.2大采高综放工作面自动化控制关键技术125

5.1.3大采高综放工作面自动化的总体要求128

5.2矿井的自动化平台129

5.2.1井下千兆以太环网系统运行情况129

5.2.2安全生产综合信息化平台130

5.3大采高综放工作面自动化及系统集成131

5.3.1大采高综放工作面自动化功能体系131

5.3.2大采高综放工作面系统集成132

5.3.3大采高综放工作面电液控制系统137

5.3.4大采高综放工作面自动化系统的特点140

5.4大采高综放工作面工艺自动化技术141

5.4.1采煤机自动进刀与割煤技术141

5.4.2工作面自动移架与推溜技术145

5.4.3自动放煤技术151

5.5大采高综放工作面运输及生产保障系统集成技术156

5.5.1系统集成原理156

5.5.2系统集成子系统监控内容与通信参数设置156

5.5.3顶板离层监测系统165

5.6大采高综放工作面自动化系统现场应用168

5.6.1工艺自动化效果分析168

5.6.2运输与生产保障系统集成监控效果分析172

5.6.3生产保障系统自动监测效果分析174

5.6.4自动监控系统的可靠性评价176

第6章 大采高自动化综放工作面安全关键技术178

6.1工作面瓦斯治理关键技术178

6.1.1概述178

6.1.2工作面通风系统179

6.1.3沿空小断面留巷技术181

6.1.4工作面瓦斯涌出规律及治理效果184

6.2工作面综合防尘技术189

6.2.1概述189

6.2.2工作面粉尘防治技术190

6.2.3运输系统粉尘防治技术192

6.2.4工作面回风巷粉尘防治技术193

6.2.5工作面粉尘防治效果194

6.3小煤柱护巷煤体加固技术194

6.3.1加固方案选择195

6.3.2加固参数设计195

6.4工作面地质保障系统197

6.4.1地面三维地震勘探197

6.4.2便携式地震仪跟踪探测197

6.4.3无线电波坑道透视199

6.4.4钻探200

6.5回风巷超前维护循环支移系统201

6.5.1回风巷循环支移支架参数设计202

6.5.2回风巷循环支移支架研制203

第7章 大采高自动化综放工作面现场应用209

7.1工作面基本条件209

7.1.1工作面地质及生产技术条件209

7.1.2主要设备配套及特征210

7.1.3采煤工艺210

7.2大采高综放工作面自动化生产系统可靠性分析211

7.3大采高自动化综放工作面工序实测分析211

7.3.1采煤机割煤速度211

7.3.2放煤工艺212

7.3.3移架工序212

7.3.4大采高综放支架位态212

7.4大采高自动化综放面煤炭采出率分析评价216

第8章 大采高自动化综放工作面应用效益217

8.1经济效益217

8.2社会效益218

主要参考文献219