[01285844]整合矿井受扰煤层回采岩层控制理论及关键技术研究

随着煤炭资源整合的推进，整合矿井出现了很多受扰煤层，若放弃则浪费大量资源还有自燃隐患，若回采则既能提高资源回收率又能避免自燃，但因工作面下部多有老空区未必有坚实的支撑而使传统的开采技术难以运用，相关的研究迫在眉睫。

在国家科技支撑项目、国家自然科学基金项目、教育部新世纪优秀人才支持计划、霍英东基金等多项国家、省部级项目的资助下，历经6年，做出如下创新性工作：

（1）针对整合矿井受扰煤层回采的技术难题，通过相似、数值模拟、理论分析、现场实测等综合研究方法，从岩层结构的角度创造性的研究了其岩层控制的理论基础—受扰煤层下的岩层结构。提出并解析了垮落法老空区和柱式老空区与上部受扰煤层间岩层的块体梁-半拱结构和受压弹性杆支撑下的（梁）板结构。

（2）基于恒功率变速变扭矩气动钻孔方法，首次提出了垮落法老空区和柱式老空区上部受扰煤层回采可行性的定量判定理论与方法。

（3）分析了矿井老空区对受扰煤层开采连续性的影响，发明了岩层移动监测装置与方法，揭示了老空区上部受扰煤层回采工作面底板变形盆地的形态，建立了垮落法老空区和柱式老空区与上部受扰煤层间岩层的移动变形预测模型，为合理的岩层控制技术提供了理论指导与技术支持。

（4）开发了整合矿井受扰煤层岩层控制的关键技术，在西山煤电（集团）白家庄矿、西曲矿、麻地湾矿等进行了工业试验，成功回采120万吨受扰遗煤。项目共出版专著1部，先后发表论文46篇，SCI、EI收录35篇，主编“十二五”规划教材1部。申请各类知识产权9项，其中发明专利6项，授权4项;实用新型专利2项，授权2项，取得计算机软件著作权1项。应用该技术已安全回采受扰煤炭资源120余万吨，新增产值26400万元;资源回收率平均提高15个百分点，直接减少投资1.5亿元，与项目实施前相比，工作面工作人员减少约1/3，作业安全风险降低，工资支出减少2000万元，工人收入提高30%。

本技术在麻地湾矿、白家庄矿、东山矿、西曲矿等受扰遗煤问题突出的矿井成功应用，并在大同晋华宫矿、神华集团包头矿业公司、汾西、霍州煤电、西峪煤矿等有类似问题的矿区推广应用，为成功回采不同老空区上部受扰遗煤提供了保障，避免了自燃，创造了巨大的经济、环境和社会效益，推动了我国整合矿井受扰遗煤回采技术的进一步发展，对建设节约型矿井、推进煤炭资源整合和实现可持续发展有重要指导和社会意义。

另外澳大利亚、俄罗斯、波兰等国外许多矿井也有类似资源，该技术具有广阔的推广应用前景。