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深井大倾角破碎顶板软煤大采高开采关键技术研究

作者:煤矿安全网 来源:煤矿安全网 发布时间:2019-10-09

广东快乐十分一、项目背景

煤矿由于主采煤层埋藏深、倾角较大、煤层和顶底板强度较低,加之直接顶比较破碎,导致工作面推进过程中煤壁片帮、冒顶现象严重,而且对正常回采后顶板破断和运移规律、支架的工况等诸多问题不甚清楚。因此,有必要对该矿特殊地质条件下大采高采场煤壁片帮、冒顶机理与控制技术进行系统研究,提高围岩控制水平,最大限度的回收煤炭资源,实现矿井的安全广东快乐十分高效开采,为该矿以及其它类似煤层矿井积累必要的经验。

广东快乐十分二、研究内容

该项目立足于现场工程实践,结合理论计算和分析,以某煤矿A工作面为工程背景,综合查阅分析各类相关资料文献,通过理论分析、数值模拟和相似模拟等多种科研手段,结合现场实测,系统研究矿压显现和覆岩移动规律、采场围岩控制技术、采煤工艺及经济效益,逐步完善研究成果。主要研究内容有:

工程背景与煤岩力学参数测试;采场矿压显现与覆岩移动规律;支架与围岩关系及设备的稳定性;工作面煤壁片帮与端面冒顶机理;“棕绳+注浆”柔性加固技术理论及其应用;煤矿生产提效建议方案。

三、主要创新点

1.通过“回弹仪、红外成像、声发射”等多手段综合测试煤岩力学参数,揭示了深井大倾角条件顶板“四区式”破断规律,优化了大倾角破碎顶板条件下合理工作面参数和推进速度。

2.建立了深井大倾角顶板破断分区式支架动载荷计算方法,提出了大倾角破碎顶板软煤层综采专用支架“三段式”多参量设计广东快乐十分方法,开发了大倾角工作面“支架双调一配、采煤机前推持续供液、刮板输送机压戗柱+防滑顶镐”综合防倒防滑技术。

3.分析广东快乐十分了大倾角破碎顶板条件煤壁和顶板稳定性影响因素,揭示了深井高地压、强采动条件大变形煤壁片帮和柔性加固机理,开发了控制煤壁和顶板的“棕绳+注浆柔性加固技术”。

(a)不同直径的注浆煤样力-变形曲线

(b)不同直径棕绳内聚力和内摩擦角

广东快乐十分四、应用效果与效益

在实际生产中,该矿A工作面顶板破碎,倾角较大,煤壁片帮和冒顶现象严重,影响安全,制约产量的提高。该项目研究运用“棕绳+注浆”技术防治煤壁片帮,有效的控制了煤壁破坏,限制了冒顶事故,保证了工作面安全高效生产。

新技术实施后节省了大量人工处理煤壁片帮事故,并且提高了工作面产量,应用后第一年增加原煤产量13.8万吨,新增利润2484万元。


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