[01546417]薄煤层M形工作面连续旋转综采关键技术研究与应用

1.所属科学技术领域：该项目属煤炭开采领域。 2.主要技术内容：该项目针对峰峰矿区大社矿保护层开采形成M形不规则块段的复杂条件，采用煤岩力学参数原位测试、理论分析、数值计算等手段，系统研究了薄煤层M形综采工作面旋转开采矿压显现和覆岩移动规律、支架-围岩力学关系，形成了采场围岩控制技术、工作面旋转开采工艺，实现了薄煤层M形工作面连续旋转高效安全开采。3.成果特点： (1)针对大社矿2#突出煤层赋存特点，为减少应力集中区域、解除2#煤层突出危险，优化了保护层4#煤层工作面布置，形成了M形不等长工作面。 (2)揭示了M形工作面旋转阶段顶板应变能密度“非对称”分布时空特征，得到了M形工作面野青灰岩顶板“连续缓慢下沉”移动规律，提出了旋转工作面采场围岩分区域控制方法。基于薄煤层野青灰岩顶板缓慢下沉特征，提出了“限定变形”的顶板载荷估算方法，确定了合理支护强度，优化了设备选型与配套。 (3)确定了连续旋转开采虚中心、调斜比例、调斜超前距离等参数，优化了增加和减少支架、延长和缩短刮板输送机工序，开发了M形不等长工作面“不搬家、不倒面”的直接推采工艺，实现了薄煤层“M”形工作面旋转连续回采。 (4)建立了切顶预裂伸缩墩柱沿空留巷与顶板相互作用力学模型，确定了墩柱支护阻力计算方法，开发了“切顶预裂+伸缩墩柱”沿空留巷技术，解决了保护层工作面瓦斯治理难题。 4.推广应用情况：针对峰峰矿区大社矿94604工作面特殊条件应用“薄煤层M形工作面连续旋转综采关键技术研究与应用”，能够指导残留煤炭资源安全高效回收、提高煤炭回收率，延长了矿井服务年限，实现了薄煤层M形工作面不搬家、不倒面的直接推采，能对矿井最大限度的提高资源回收率，保证资源枯竭矿井边角煤区域不规则工作面安全、高效回收有重大意义。研究成果和成功经验可用于指导类似条件矿井安全高效回收边角煤、提高资源回收率、降低经济成本，推广应用前景广阔。 5.所取得的社会和经济效益：通过该项目在大社矿的实施，解除了主采2#煤层的瓦斯威胁，最大限度的提高了资源回收率，延长了矿井服务年限，取得经济和社会效益如下： (1)4#煤因旋转回采多回收煤炭资源新增直接销售额3000万元，新增利润1200万元，新增税收300万元，因减少搬家节省开支180万元； (2)预计2#煤解突后回采可因多回收煤炭资源而新增直接销售额13750万元，新增利润5500万元，新增税收1375万元，因减少工作面搬家节省成本240万元。取得了良好的经济效益和社会效益。