厚及特厚煤层相关技术难题_中国煤炭行业知识服务平台

厚及特厚煤层相关技术难题

我国煤炭在一次能源消费中的比例达60%以上。厚煤层可采储量约占全国煤炭总可采储量的43%，厚煤层条件下实现安全、高效、高采出率开采对我国煤炭工业的发展具有重要影响。厚煤层一次采全高综采一直是世界煤矿生产技术主要竞争区域，随着采矿理论、采煤技术、装备制造等多方面创新和发展，使得厚煤层综采技术得到快速发展。

行业视野: 采矿
类别; 114个
关键词; 96位
专家; 29篇
论文; 25303IP
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特厚煤层超前采动原位应力演化规律研究

作者(Author)：高明忠, 刘军军, 林文明, 邓光迪, 彭高友, 李聪, 何志强

摘要：特厚煤层超前采动应力演化规律是顶板控制的基础，但目前缺乏现场采动过程应力演化的研究成果。依托同煤集团同忻矿8309工作面，进行了特厚煤层采动应力演化规律原位实测研究。现场试验结果表明：随着工作面推进，前方煤岩扰动强度不断增大，支承压力由原岩应力逐渐上升至峰值强度，然后随着煤岩的破坏开始下降至残余强度；侧向水平应力则呈现出阶段性稳态降低的趋势。根据支撑压力规律，工作面前方煤岩具有扰动分区化特征：该实验点工作面前方200 m以上为未扰动区域；工作面前方100～200 m为弱扰动区域；工作面前方50～100 m为强扰动区域；工作面前方50 m以内为剧烈扰动区域，结合工作面前方不同区域扰动强度提出了针对性的分区支护措施建议。研究成果可为室内开展扰动应力路径加卸载试验和特厚煤层现场安全高效开采提供指导。

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煤炭科学技术

2020年第02期

715

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大采高综采异常矿压影响因素及支架适应性研究

作者(Author)：张金虎

摘要：为确定神东矿区大采高综采矿压显现规律及支架适应性，通过支架工作阻力和宏观矿压显现现场实测，基于支架“支、护、采”3个主要作用，运用模糊数学方法通过隶属度的计算对支架适应性进行定量评价。结果表明：神东矿区大采高综采有2种不同矿压类型，补连塔煤矿和榆家梁煤矿周期来压步距分别为14.3、11.4 m，片帮冒顶一般小于100 mm，支架超限比例约1%，支架适应性定量计算为良；布尔台煤矿周期来压强度大（支架超限比例51.6%）、来压频率高（周期来压步距7.8 m）、片帮和冒顶范围大于1 000 mm，支架适应性定量评价为极差，必须将大采高采煤法更换为放顶煤开采。将支架适应性定量评价为极差，必须改变采煤方法的矿压定义为异常矿压。破碎顶板、开采布局、采空区“孤岛”煤柱和复杂地质构造是异常矿压的主要成因。

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煤炭科学技术

2019年第12期

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厚煤层沿空留巷围岩综合控制技术

作者(Author)：沙旋, 褚晓威

摘要：针对高河煤矿厚煤层开采条件下沿空留巷围岩的控制难题，首先分析了围岩的主要变形特征为顶煤和煤柱帮煤体剪切严重，碎胀变形大。采用数值模拟对不同充填体力学参数和巷内支护强度下围岩响应进行对比分析，结合前期试验经验，确定巷旁充填体宽度为1.5 m，抗压强度为30~35 MPa，巷内采用高预应力强力支护并在煤柱帮打设锚索。在E1302和W1309工作面进行了柔模混凝土和强力支护留巷试验，充填体应力、锚栓受力、单体支柱应力、表面变形等监测表明综合控制技术保证了留巷围岩的稳定，留巷取得初步成功。

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煤炭科学技术

2019年第11期

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特厚煤层动压巷道水力致裂卸压护巷技术研究

作者(Author)：程蓬

摘要：针对坚硬顶板难以及时垮落，造成工作面回采矿压强烈，巷道变形剧烈，治理难度大的问题，以马道头煤矿5209辅助运输巷为工程背景，通过现场调研、理论分析、围岩地质力学参数测试、工业性试验等多种手段，提出了基于单孔分段多次压裂为核心的特厚煤层坚硬顶板、强烈动压条件下巷道水力压裂切顶卸压控顶成套技术，包括钻孔布置、压裂参数、压裂装备及压裂工艺等。在5209辅助运输巷不同地段进行了单排孔和双排孔水力压裂切顶卸压现场工业性试验，工作面超前应力卸压以煤柱侧L孔为主，在终采线前方100 m范围增加采煤侧S孔卸压钻孔，并进行了现场试验与监测。压裂试验显示，K3粗粒砂岩最大起裂压力超过50 MPa，保压压力在15～30 MPa，压裂过程中临近观测孔出水效果较好，能够对坚硬难跨顶板实现分层分段预裂与软化。矿压监测数据表明：实施水力压裂切顶卸压后，动压巷道变形情况显著降低，巷道变形量降低70%，端头支架工作阻力降低35%，工作面回采超前应力影响距离从70 m降低至30 m内。研究成果在现场工程实践的成功实施，对于水力压裂切顶卸压技术在特厚煤层坚硬顶板工作面开采的推广应用提供了借鉴。

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煤炭科学技术

2019年第11期

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8.8m智能超大采高综采工作面关键技术与装备

作者(Author)：杨俊哲

摘要：为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题，以上湾煤矿首个8.8m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象，利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段，在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关，形成了一套8.8m超大采高一次采全高综采关键技术。实践证明：采取的巷道支护、采场矿压监测、三角区顶板控制、支架自动增压补液、防片帮、防漏矸、回采工艺、工程质量控制以及信息化等技术，保证了综采面安全高效回采。8.8m超大采高一次采全高综采设备选型及配套合理，不仅能够满足综采面生产、支护以及运输需要，而且生产能力显著提升。该综采工作面与同煤层7 m大采高综采工作面相比，可多回收煤炭405万t，采出率提高了20.2%。该成套装备、工艺及关键技术的研发和应用，为类似条件下特厚煤层的开采提供技术指导和借鉴。[

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煤炭科学技术

2019年第10期

2518

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关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷规律的影响研究

作者(Author)：高超, 徐乃忠, 何标庆, 邓伟男

摘要：特厚煤层综放开采一次性采全高，其采放煤层厚度大，垮落带和裂隙带高度亦相应增大，使得覆岩“两带”发育直接波及到覆岩上部、对地表沉陷起重要控制的厚硬关键层，其移动变形与地表沉陷特征密切相关。为从覆岩内部岩层移动变形角度探究关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷的控制影响作用，应用工程类比法与数值模拟综合确定了东坡煤矿914工作面“两带”高度发育情况，通过关键层理论计算了各亚关键层和主关键层破断距与层位，应用3DEC模拟了关键层对地表沉陷规律的控制影响作用。研究结果表明：应用工程类比法结合数值模拟塑性分区法可综合确定“两带”高度发育情况；上覆岩层及地表的移动变形受厚硬岩层的影响控制，表现为上覆岩层破断特征具有组合移动性、传播至地表呈突陷性；关键层内岩梁破断长度越短，地表沉陷盆地边缘越平缓、地表沉陷影响范围越大；受关键层破断距与破断形式差异的影响，地表下沉盆地开切眼侧较陡、终采线侧相对较缓。

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煤炭科学技术

2019年第09期

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回采速度对厚煤层综采工作面冲击显现的影响

作者(Author)：王朝引

摘要：为了确定蒙陕地区纳林河二号井31102工作面在防冲条件下的合理推采速度，通过理论分析、现场实测等方法，探讨了31102工作面回采速度与微震、煤体应力监测数据、冲击显现、上覆岩层运动规律的关系，结果表明：回采速度与微震事件总能量、频次存在正相关性；强推采速度造成覆岩能量积聚来不及释放，从而造成应力监测系统曲线出现突变，易出现动载；生产班内微震数量和能量明显高于非生产班，一般情况下生产班微震数量和能量是非生产班的3～5倍。应保证回采速度稳定，推进度最大变化量不应超过5刀/d；当回采速度保持在较快速度或变速时，采场上覆岩层运动呈现滞后性，当推采距离超过岩层垮落极限时，上覆岩层将发生大厚度整体回转下沉，导致采场围岩压力短时间内大幅度升高，容易诱发冲击。在推进度剧烈变化期，特别是在由高转低阶段，易出现冲击，滞后时间为1～3d。通过对31102工作面合理回采速度的研究，有效保障了工作面的安全回采。

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煤炭科学技术

2019年第08期

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我国大采高综采技术及围岩控制研究现状

作者(Author)：尹希文

摘要：在分析大采高综采技术特点的基础上，指出大采高综采是我国厚煤层实现自动化、信息化、智能化开采的首选采煤方法。分析了国内外大采高综采的发展历程及现状，认为我国少数矿区大采高综采单产水平、工效已经达到世界领先水平，受煤层松软、倾角大、采深大、地质构造发育等复杂地质条件及装备制造水平低的影响，我国大采高综采技术整体水平与国际领先水平相比仍有很大差距。总结了“砌体梁”、“组合悬壁梁-铰接岩梁”、“煤壁压杆模型”等围岩控制理论与技术研究成果，总结得到了我国大采高综采技术的发展特征，采高不断加大，最大采高8.5m，工作面宽度不断加大，最宽达420m，松软、大倾角、浅埋、高瓦斯等不同煤层赋存条件下大采高综采工作面安全高效开采。提出了大采高综采技术未来发展方向与需要解决的问题，认为综采压架事故呈上升趋势，在支架围岩关系及合理支架工作阻力确定方法、煤壁片帮机理及控制措施，矿压和微震综合预警等方面仍需开展精细化研究。

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煤炭科学技术

2019年第08期

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