[01723865]急倾斜厚煤层综采技术研究

大倾角煤层是指倾角在35-55°之间，局部达60°的煤层，相对于缓倾斜煤层来说，由于倾角大，设备稳定性差，再加上特殊的矿压显现，顶板管理复杂，安全问题难以保证，使开采大倾角煤层非常困难。近年来淮南矿区随着开采的延深以及产量规模的大幅度提升，地质条件越趋复杂，面临棘手的问题也越来越多，大倾角煤层综采就是其中之一。课题涉及潘北矿12128工作面和李嘴孜3232(3)工作面均为开采大倾角煤层，开采的煤层倾角皆超过了35°，李嘴孜矿3232(3)工作面部分区域煤层倾角达到了70°。由于大倾角煤层开采发展水平远低于缓倾斜煤层，存在着一系列没有解决的基本技术难题，因而研究大倾角煤层的开采方法，特别是矿压理论、岩层控制理论与技术就成为了既非常必要又十分迫切的重大课题。2010年1月淮南矿业集团公司与该校合作进行科学研究，至今己成功开采了潘北矿12128工作面和李嘴孜3232(3)工作面，将大倾角煤层长壁综采应用到倾角为45°的工作面，处于中国大倾角煤层长壁综采的前沿。课题以李嘴孜矿3232(3)工作面和潘北煤矿12128工作面为工业试验地点，对急倾斜厚煤层综采技术进行了深入细致的研究，其主要研究成果有：⑴在回采工作面中采用“动态观测方法”，研究确定了工作面支架载荷分布状况、采场周围煤体上支承压力分布规律，重点分析了随工作面推进过程中支架阻力变化规律、采场支承压力分布发展变化规律。⑵采用FLAC3D数值模拟计算分析软件，对采场周围的支承压力分布变化规律与上覆岩层的位移和应力进行了计算，重点研究了支承压力分布发展变化的规律性。⑶采用弹性力学理论，建立了采场结构力学模型。通过该模型对采场应力场分布及岩层变形趋势进行分析，为科学合理的优化开采设计和施工决策提供了依据。⑷根据开采工作面实际情况，在实验室再现了钻孔的地层特性(相似模拟)，与现场协商进行了不同情况下的开采试验，验证了矿压预报方法和支承压力分布规律的合理性。⑸在顺槽中采用“动态观测方法”，对已建成巷道支护进行了研究，分析了支护方案的合理性。该研究成果基本成熟且安全，适用于煤层倾角在35-55°之间，开采煤层厚度在2.2-3.5之间的综采工作面。