为解决智能化综采工作面关键技术难题之一的开采设备协同控制问题，提出了基于数据驱动的综采装备仿人智能协同控制模型，重点研究了大数据背景下智能综采装备的协同控制知识自学习、开采行为自决策、分布协同自运行等关键技术理论与方法。具体包括：从数据应用的角度分析了智能综采系统的数据特点，阐明了智能综采的三大数据化特征：泛在感知(数据获取)、信息融合(数据挖掘)、智能控制(数据决策)；构建了面向经验操作员决策过程表征的综采装备协同控制框架；提出了基于扩展有限状态机的综采装备运行状态演化方法和基于多标记决策信息系统的综采装备运动行为模式学习方法，来实现数据驱动下智能综采装备行为决策知识的获取；提出了面向经典采煤工艺过程的综采装备行为模态类的决策知识划分方法和基于CBR与RBR融合的决策行为混合推理方法，来实现智能综采装备动作行为的自主决策；探讨了人工控制模式下综采装备驾驶员控制策略的表征方法，发展了具有自学习、自决策、工况自适应的综采“三机”仿人智能协同控制方法；给出了基于平行系统理论的平行综采技术逻辑，为综采装备协同控制的研究提供方法。所提综采装备协同控制系统为大数据背景下的综采生产系统的协同控制提

为了分析13101综采工作面软岩段快速掘进过程中的围岩变形情况和巷道支护效果,采用现场实测的方法对巷道表面位移和顶板离层情况进行监测分析。从监测的结果可以看出:巷道的围岩变形主要发生在掘后的7 d内,占巷道总变形量的大约70%;巷道掘后的第二天是巷道围岩变形量的速度峰值,两帮位移变形量的平均速度峰值大约是12 mm,顶板位移变形量的平均速度峰值大约是11 mm。对比本矿井历史监测数据,说明该项快速掘进支护技术应用效果良好。

通过在卧龙湖煤矿102综采工作面安装中采用SQ-80无极绳绞车运输液压支架,有效的提高了工作效率、加大了安全系数、减少了工作强度,为在倾斜巷道远距离运输重型设备提供了现场实践。

以河南能源焦煤公司九里山矿15051综采工作面回风巷20m范围内为例,介绍迈步式超前支护液压支架的设计目的、结构特点、技术参数及在井下的使用效果,为类似情况提供借鉴经验。

为大力推进煤矿安全建设,芦岭矿Ⅲ11软岩工作面决定采用安装超前支架作为两巷超前支护形式。根据工作面两巷顶板特征,选用了支护强度高、支护面积大、支护速度快、操作维护简便的ZQL2×5000/21/40型两列交替自移式支架,机、风巷分别采用双列背、对向安装。其成功应用改变了芦岭矿传统的抹帽挑棚超前支护方式,有效地解决了长期存在的劳动强度高、施工工序费时、材料浪费严重的问题,消除了密集回棚的危险、大大优化了人员配置、节省了大量材料,能够与高产高效综采模式相匹配,为其他工作面相似支架的安装提供宝贵的经验。

综采工作面在回采期间受采动压力、构造应力以及上覆岩层重力等影响,工作面顺槽压力加大,经常出现顶板下沉、底板鼓起等现象,不仅影响着工作面高效回采,而且很容易发生安全事故。西山煤电集团马兰矿对28302回风顺槽(502巷)采取架设工字钢棚及迈步式超长锚索支护煤壁等超前支护方法,保证了工作面安全顺利回采。

国内综采工作面巷道超前支护形式基本采用单体液压支柱配合铰接顶梁(∏型梁)或迈步式巷道超前支护液压支架2种方式。单体液压支柱配合铰接顶梁支护,工人劳动强度大、支护强度低,不利于安全管理;施工占用人员多,支护材料消耗高,不符合当前煤炭形势的需要。迈步式超前支护液压支架工作阻力偏高、吨位较大、反复支撑对巷道顶板破坏严重,不适应矿山压力大、自然发火煤层的应用。循环式巷道超前支护支架提前替代永久支护,利用轨道运输车将支架从支护末端运转至前段,杜绝了人工作业,避免了反复支撑顶板,且适用巷道变形量大的巷道,适应范围广。

针对金鸡滩煤矿8.2 m大采高工作面大断面回采巷道超前支护难题,综合地质条件和推进效率等因素,确定了双列多节自移式超前支架架型。采用低初撑力、高工作阻力的支护理念和初撑力自动保证技术,开发了避锚护顶、行走调控和斜坡式连接梁等新结构,研制出回风巷和运输巷超前支架组。井下试验表明超前支架抗周期来压能力强,推进效率高,超前巷道顶板完整好,具有良好的适应性;进一步分析了超前支架整体顶梁对顶板的反复支撑作用,提出了柔性顶梁的方解决案,为超大采高工作面超前支护技术提供了示范和参考。

对神东矿区的一种超前支护支架结构及组成进行了论述,对其主要结构进行了三维建模,建模完成后对立柱、四连杆机构进行了动态仿真分析,将仿真结果和实际情况进行了对比,对后续超前支护支架的设计思路及受力分析具有一定的指导意义。

介绍了中厚煤层综采工作面超前支架支护的研究背景,超前支架设计选型的特点及工序衔接,并在倾角较大时,提出了采取的防滑措施,主要创新点以及在应用过程中取得的经济效益和安全效益。