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2021年第11期
2021-11-22
83

急倾斜厚煤层短壁综放采场承载结构泛化特征

  • 作者:

    王红伟
    焦建强
    伍永平
    刘宝恒
    赵华涛
  • 关键词:

    急倾斜煤层
    水平分段
    综放开采
    沿空留巷
    底板破坏滑移
  • 作者单位:

    西安科技大学 能源学院
    西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
    山东矿机集团股份有限公司

摘要

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摘要:

针对厚度4~8 m的急倾斜煤层难以实现机械化开采的难题,创新性提出了水平分段短壁综放采煤法。在龙泉煤矿3-3c急倾斜厚煤层布置采掘合一“单一巷道”工作面,螺旋钻机超前采出巷旁煤柱,纵横自移式支架采出顶煤,沿空成巷形成工作面“Z”形通风。并通过理论分析、数值计算和物理相似模拟分析确定了分段高度、采放比等主要回采参数,揭示了采场顶板运动演化、底板破坏滑移及围岩承载结构泛化特征。研究结果表明:分段高度10 m、采放比2.85时工作面放煤效果较好;急倾斜水平分段采场顶板结构迁移转化形成“跨层多梯阶砌体结构”、不同区域底板发生“挤出-平移”“挤出-下压”“挤出-上推”3种模式破坏滑移,顶板、煤柱、底板相互关联形成采场“顶板-底板-煤柱”链式结构。3个分段组成阶段高度30~45 m,能有效阻断采动过程中链式结构单元间强弱链相互转换,防止煤柱失稳造成顶板大面积垮落形成的冲击灾害。以上新型采煤方法的提出与研究为该类煤层的安全高效生产提供了方法与理论基础,对新疆乃至西部煤炭可持续开发具有重要意义。

  • 泛化承载结构
  • 底板破坏滑移模式
  • 各分段开采后顶板最大垮落与裂隙高度
  • 各分段开采围岩破坏演化特征
  • 模型开采方案
  • 不同分段高度顶煤塑性破坏
  • 顶煤受力分析
  • 工作面回采巷道布置及设备配备平面
  • 巷道系统布置
  • 龙泉煤矿开拓巷道布置
王红伟,焦建强,伍永平,等.急倾斜厚煤层短壁综放采场承载结构泛化特征[J].煤炭科学技术,2021,49(11):56-64. WANG Hongwei,JIAO Jianqiang,WU Yongping,et al.Generalization characteristics of bearing structure in short wall fully-mechanized top-coal caving mining of steeply inclined thick seam[J].Coal Science and Technology,2021,49(11):56-64.

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