浅埋多煤层群协调绿色开采关键技术研发与实践
吴群英1
胡俭2
刘凯3
李杨4
谢晓深5
张德生6
1.陕西有色金属控股集团有限责任公司,陕西西安 7100752.陕煤集团神木张家峁矿业有限公司,陕西榆林 7193163.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中煤科工开采研究院有限公司智能开采装备分院,北京 1000134.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000835.西安科技大学能源学院,陕西西安 7100546.中煤科工开采研究院有限公司智能开采装备分院,北京 100013
摘要：西部矿区多煤层赋存条件导致了"采面布局矛盾、覆岩结构多变、地表运移叠加"的突出性、普遍性问题,探索适应多煤层高强度开采的协调绿色开采技术成为西部矿区多煤层安全、高效开采的关键.针对浅埋厚煤层群高强度开采面临的主要技术难题,从多煤层开采时空布局、工作面岩层稳定性控制、重复扰动下的地表沉陷等方面,系统地阐述了浅埋多煤层群协调绿色开采的几项关键技术.研究结果如下:①揭示了西部多煤层高强度开采层间相互作用机理,构建了多煤层重复开采扰动定量判据与评价方法,创新提出了以层间最小扰动为目标的"薄、中、厚"煤层交错分布协调开采技术;②提出了多煤层工作面岩层稳定控制技术,建立了全覆岩结构破断模型,揭示了全覆岩结构破断条件下的支架与围岩相互作用规律,在此基础上针对多煤层开采工作面支护在不同的位置需要采用不同支护策略的需求,研发了工作面支架抗冲双伸缩立柱和超前巷道支护状态监测系统,实现工作面多区域安全高效稳定支护;③通过揭示浅埋多煤层斜交叠置开采下地表动态移动特征和地表裂缝发育规律,给出地表下沉系数的确定方法,研发了塌陷区裂缝"土壤重构-原位充填-微地形改造"组合的治理关键技术,有效防治黄土沟壑区的采煤地表塌陷.上述核心技术在张家峁、柠条塔、红柳林等20余个大型煤矿成功应用,为我国西部矿区高质量、可持续开发提供了技术支撑.
关键词：浅埋多煤层高强度开采层间扰动智能化装备地表沉陷
分类号：TD82(矿山开采)TD327(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52274207)工业和信息化部科技项目(202216705)
论文发表日期：2024-09-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 19-30 )
英文信息