[00696522]深部矿井综放开采关键技术及设备配套研究

兖州矿区浅部煤炭资源已日渐枯竭，目前，全矿区已进入到深部开采。随着开采深度的不断增加，在“三高－扰动”的影响下，地质环境不断恶化，地应力增大，导致深部综放开采矿压显现规律、顶煤冒放性、顶板活动规律较浅部开采有很大的不同，回采巷道的支护方法也不能完全适用。在此背景下，兖矿集团济三煤矿与中国矿业大学（北京）合作，开展了“深部矿井综放开采关键技术及设备配套研究”，该课题为教育部科学技术研究重大项目－“深部煤炭资源可持续开采关键技术研究”（10405）的现场科学试验示范工程之一。以济三矿63下03工作面为研究对象，通过现场工程地质条件分析，结合室内试验、地应力测试、理论分析和数值模拟等分析手段进行研究。提出了厚煤层可放性的定义及其定量化指标。该定义不仅强调了顶煤岩体的强度特性，及其所承受的工程荷载特性，而且强调从顶煤岩体强度和工程荷载的对立统一关系中分析、确定煤层的可放性。并以此为基础，提出了自然可放性和工程可放性的分类方法。在总结分析双峰应力分布模型及其作用下顶煤动态岩体结构的演化机理的基础上，建立了综放开采的力学模型并推导了综放支架工作荷载。分析了顶煤结构损伤演化规律，提出了顶煤动态岩体结构的划分，建立了深井综放开采动态岩体结构力学模型、 　　运用计算机模拟技术再现了综放开采顶煤运动规律及放煤机理，确定了最优放煤参数，根据对层状煤系地层巷道围岩复合结构特征的分析，提出了综放面回采巷道围岩岩性结构、几何结构的概念和分类。分析了影响深井综放开采工作面设备配套的生产技术条件，提出了设备选型和配套的基本原则。