分 分 岔 合 并 煤层 上覆 煤层采动 后 破碎顶板条件下下 伏 煤 层 安全高 效 开采关键技术
采用理论分析、数值模拟、相似模拟和现场实测等多种综合研究方法,对分岔合并煤层上覆煤层采动后破碎顶板条件下 72 煤安全高效开采综合技术进行系统研究。分析工作面的地质条件,测试工作面煤岩力学参数,掌握工作面煤岩力学特性;分析 71 煤开采对底板破坏影响规律,为工作面超前预注浆加固范围提供依据;针对破碎顶板的特点,分析两柱式和四柱式支架对破碎顶板的适应性,改变淮北矿区传统的破碎顶板采用两柱式支架选型原则,提出适合工作面破碎顶板条件的四柱支撑掩护式支架;确定注浆方案,选取注浆材料,实验优化注浆浆液配比,设计浆液扩散半径,布置注浆孔;现场实测破碎顶板条件下工作面矿压显现及围岩运移特征,为有效的破碎顶板控制技术及顶板管理提供依据。1)针对试验工作面复杂难采条件,研究提出了采用适应难采条件的四柱支撑掩护式支架结构,并合理设计了支架参数,改变了淮北矿区传统的破碎顶板采用两柱式支架选型原则,为淮北矿区破碎顶板的管理提供了全新途径。2)研制了具有初撑力高、顶梁整体刚性强,前部支护强度大,密封性好、较大的面向煤壁的水平力、带压移架、底座采用半封底形式,抬架力高、液压系统流量大等特点的 ZZ7600/20/40 新型液压支架,解决了复杂难采煤层工作面易出现煤壁片帮、超前冒顶和支架扎底等难题,保证了工作面安全高效回采。3)与国内外同类研究相比,创新提出“更换钻头”与“跟管钻进”埋设注浆套管的新方法,研发了经济可行的破碎顶板注浆加固补强技术,有效控制了顶板冒落,为工作面安全顺利回采创造了良好条件,降低了注浆成本,解决了破碎顶板钻孔、埋设注浆套管难的问题。
安徽理工大学
2021-04-13