[00641800]特厚坚硬煤层综合机械化放顶煤开采技术研究

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况：该项目属于矿山开采新工艺研究，为特厚煤层开采新技术。太西集团公司白芨沟煤矿2# 煤层具有煤层特厚、坚硬、顶板坚硬、高瓦斯和浅埋深等特点，在国内外尚无成功进行综放开采的先例。为此，太西集团公司与北方交通大学合作进行了系统的理论研究与实践，形成了特厚坚硬煤层分层综放开采的系统理论认识和关键技术体系，实现了特厚坚硬煤层综放开采技术的重大突破和四项创新，经宋振骐院士等专家所组成的鉴定委员会鉴定，该成果整体上达到国际领先水平。⑴ 首次从理论上提出了顶煤冒放性三层次评价方法，建立了相应的理论体系，并用于白芨沟矿2#煤层冒放性分析，经实践验证该评价方法更具科学性和实用性，为特厚坚硬煤层综放开采提供了理论基础。⑵ 提出并成功地实施了总厚度在20m以上缓倾斜特厚坚硬煤层分层综放开采（分层厚度为10m左右），形成了该条件下的成套技术。⑶ 针对50m<'3>/t的瓦斯涌出量，采用瓦斯预抽和顶板瓦斯巷排放瓦斯相结合的技术措施，解决了高瓦斯煤层综放开采的安全问题。⑷ 根据煤层及顶板条件所设计的深、浅孔相结合的预裂松动爆破方案及工艺参数，采用距顶板2m的工艺巷和钻孔布置方式，有效地提高了坚硬顶煤的冒放性。同时将爆破参数与顶煤破碎效果（块度）相结合，使该项技术水平达到了一个新的高度。⑸ 根据所建立的分层综放开采煤岩控制模型，确定了合理的支架阻力，研制了适宜该条件的放顶煤支架及端头支架。有效地控制了坚硬顶板，起到了辅助破碎顶煤的作用。⑹ 采用该项技术，成功地进行了金属网下及顶分层综放开采的实践，在矿井限产的情况下，工作面达到了150万t/a的生产水平，工作面煤炭采出率达到80％以上，吨煤增收节支22.2元。取得了非常显著的经济效益、社会效益和环境效益。该项技术是在大量理论分析的基础上，首先在白芨沟矿2321四分层工作面进行了工业性试验，试验取得了成功。之后，推广到该矿2421工作面进行顶分层综放开采。目前已在其它矿井得到推广应用。