[01090137]三软煤层大采高大倾角仰俯斜综采关键技术研究

该项目属于煤炭地下开采领域，开发了三软煤层大采高仰俯斜等复杂地质条件下综采工作面合理开采参数确定方法及设备围岩稳定控制技术。 该研究选取淮北矿区芦岭煤矿Ⅱ883-1分层大采高、青东煤矿833大俯采、双龙公司Ⅱ3714W含不同块度大小火成岩侵入区、涡北煤矿8105-1大仰采及朔石矿3315大倾角等5个典型工作面条件开展科研攻关，取得了以下几点研究成果： （1）分析得到了减少煤壁片帮频繁发生的最小支架初撑力和护帮力，提出了以增加煤层含水量改变煤体抗压强度和塑性强度的技术手段，得出了最有利于煤壁稳定的含水率为4%~5%，制定了煤壁浅孔动压注水防片帮的技术参数和工艺流程，工作面月推进度提高至90m，月产量提高至6万t，约为原来的3倍。 （2）揭示了仰俯采和大倾角工作面顶板的破断、垮落规律，结合工作面三机不同位态条件下失稳特点，设计将端头支架的纵向布置改变为横向布置、采用自下而上带压移架方式配合防滑防倒千斤顶、工作面仰伪斜布置，保证了支架的稳定；通过改造采煤机铲煤板、叶片高度和螺旋升角等提高俯采工作面装煤效果，升级工作面分体式采煤机行走部和导向滑靴为整体式，保证了采煤机稳定；制定了通过在刮板输送机后侧齿轨和支架顶梁之间临时架设单体支柱配合提前卧底的方法，保证了刮板输送机的稳定。 （3）研究了基于工作面不同形状、分布形式的火成岩结核松动和保证煤体稳定的预裂爆破机理，针对火成岩侵入位置和侵入厚度的不同设计了相应的松动预裂爆破方案，提出了通过提高支架工作阻力、及时护帮和减少停采时间保证煤体稳定的护帮方案。 该项目已授权发明专利4项，申请受理发明专利4项，在Theoretical and Applied Fracture Mechanics、Journal of Natural Gas Science and Engineering、Arabian Journal of Geosciences、Transport in Porous Media等学术期刊发表论文15篇，其中SCI检索论文9篇，他引次数达200次以上，其中有一篇论文他引次数达60次以上，获得2017年度中国精品科技顶尖学术论文领跑者F5000，出版专著1部，研究成果在国内外得到了广泛的认可。 该成果从2015年起在淮北矿区8个工作面应用以来，工作面工人数量减少50%以上，开采成本降低30%以上，采出率提高到85%以上，到为止，已经成功采出煤炭量500多万吨，获得利润17.3亿元左右，实现了复杂地质赋存条件下煤层的安全高效综采开采。在最大仰角20°、最大俯角30°和最大倾角45°的三软煤层综采工作面成功开采，在国内外属于首创，2017年12月被专家鉴定为“达到国际先进水平”。研究成果正在整个淮北矿区其他矿井类似条件下开采中推广应用。