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城郊煤矿21106超采长综采安全高效开采技术及应用

吕文浩  
【摘要】:随着煤矿开采机械化装备及生产技术进步,回采工作面走向与倾向长度均呈现增大趋势,这不仅提高了煤炭开采效率,亦提高了煤炭回采率。在充分考虑工程地质特征、设备选型及其适用性、回采率等因素下,城郊煤矿创新性提出了超采长(超采长和大推进度)安全高效开采的设计理念,并在2116综采面进行了工业性试验研究。该设计方法不仅可以降低城郊煤矿深部开采复杂地质条件下巷道掘进率和工人劳动率,亦减少了综采工作面搬家倒面次数,并进一步提高了资源回收率,进而实现了矿井安全高效发展。论文主要工作及研究成果如下:(1)创新发展了城郊煤矿深部开采复杂地质、高应力等条件下采煤工作面设计理念。根据城郊矿煤层赋存工程地质特征,先后实践了单工作面布置方式(采长180m,第一代)、“背拉”工作面布置方式(采长240m,第二代,已淘汰)、大采长工作面布置(采长300m,第三代)和超采长工作面布置方式(采长360m,第四代);提出了“一面三巷”回采巷道布置方式,显著提升了煤炭回采效率和工作面安全开采水平。(2)形成了城郊煤矿深部开采超采长综采面开采关键技术体系。理论计算研究了超采长工作面顶板来压步距、超前支承压力等分布规律,探讨了超采长工作面在城郊煤矿的适用性及其存在的技术难点。在此基础上,提出了超采长工作面的方案设计与关键技术措施,形成了城郊煤矿深部开采超采长开采的关键技术体系。(3)建立了城郊煤矿深部开采超采长工作面回采巷道稳定性控制技术体系。结合城郊煤矿深部开采强矿压显现特征,提出了预裂爆破切顶技术,并结合锚杆(索)群连锁锚固技术等关键技术,提高了巷道围岩锚固强度、刚度、承载能力和抗变形能力,确保了“一面三巷”布置下巷道围岩稳定控制;(4)优化了工作面“三机”协调运行、智能化控制等关键技术之间的协调配合,实现了城郊煤矿深部开采大采长综采面采煤、运输、通风等工序之间的协同高效运行。不仅提高了煤炭回采效率,亦缩短了巷道掘进和瓦斯治理时间,有效解决了采掘失调等技术难题。工业性试验表明:通过布置超采长工作面,不仅可以提高煤炭回采效率及回收率,亦达到了减员增效和减员增安的效果,形成了城郊煤矿深部开采超采长综采高效开采关键技术体系,取得了显著的技术经济效益。本论文有图幅32,表12个,参考文献92


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