[01627791]厚风积砂下浅埋工作面安全开采技术研究

通过现场实测、理论分析和数值模拟仿真等手段，重点研究了矿区浅埋工作面顶板至地表间围岩层移动、破坏对工作面开采影响以及在该条件下确定采空区防灭火具体参数。此外还研究了采用地面GPS与井下实测相结合的“大三维”思想，研究结果形成了矿区2个技术规范，即：顶板管理与井下自然发火防治技术。该项目系统研究了浅埋工作面上覆岩层破坏与移动规律，采空区风流运移规律，以及自然发火防治理论与技术，对该类煤层高产高效安全开采具有重要的理论指导意义。在顶板管理与控制方面，对RFPA软件进行了改进，适应了大变形条件下数值模拟的需要，动态直观地反映了工作面上覆岩层破断和变形移动过程，验证了台阶下沉现象的存在及其发生过程。研究了工作面开采参数与地表变形之间的关系，提出了工作面过特大冲积沟时防止溃水溃砂和压架事故发生的安全技术措施。确定了地表移动的动态参数、移动范围和各种移动角，得出了地表移动全部参数。在采空区自然发火防治方面，改进了矿井通风系统仿真软件，使该软件不仅可较好地模拟采场和采空区平面风流运移规律、氧气浓度和温度等分布规律，而且能准确地模拟出剖面风流运移规律及氧气浓度和温度等分布规律。确定了采空区自然发火“三带”划分方案，分析了工作面推进度、工作面风量变化等对自然发火的影响，并对采空区可能自然发火的位置进行了预测。提出了浅埋工作面自然发火防治的技术途径，结合当前最可行的地面钻孔注氮方案进行了模拟分析，确定了注氮位置、钻孔问距和注氮流量等参数，预测了注氧灭火的效果。研究成果确保了12205工作面安全顺利通过了脑高不拉庙沟，开采期间未发生溃水溃砂及压架等事故；确保了复合区12208工作面上分层的安全开采，两个工作面采出煤炭550万t。该项成果已在神东公司广泛采用，特别是对西部煤田的高效安全开采具有充分的指导和借鉴作用。