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急倾斜特厚煤层高阶段顶煤超前预爆研究

崔峰  
【摘要】:急倾斜特厚煤层综放开采是建设高产高效矿井、充分回收煤炭资源的重要手段。针对乌鲁木齐矿区碱沟煤矿急倾斜特厚煤层复杂开采条件,采用现场调查、理论与实验分析、现场开采试验和监测等方法,开展了急倾斜煤层综放开采顶煤超前预爆技术研究。研究表明:急倾斜特厚煤层水平分段综放开采过程中,顶煤损伤、变形和破坏规律复杂,易诱发动力失稳与灾害。急斜特厚煤层工作面较短,水平分段综放工作面应力集中更接近煤壁。由于老顶破断后大范围下沉,应力分布范围变窄,压力峰值向工作面内移,这为现场超前支护距离定量确定提供了依据。通过数值计算与分析,揭示了破碎顶煤应力分布与变化、流动规律,划定了顶煤变形区域。现场监测表明:从工作面煤壁开始,沿推进方向,在0~10m范围内,严禁实施超前预爆破工艺;在超前预爆范围内采用端头支架等防护措施,超前预爆破控制范围为10.0~35.0m,超前支护范围为0~45.0m,这为超前预爆关键指标确定提供了定量依据。提出和实施了急倾斜煤层综放面顶煤超前预爆破技术,采用了爆破前后顶煤变形光学视检测、巷道及顶煤松动圈监测和应力监测等,优化了工艺参数,解决了影响安全开采的突出矛盾,提高了推进度、顶煤破碎度和回采率,实现了安全开采。本研究对急倾斜特厚煤层及其它放顶煤工作面的开采具有借鉴意义。


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