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往复式采煤法具有工作面搬家效率高、资源回收率高、巷道布置简单等优点,虽已在一些欧美国家得到广泛应用,但在我国的应用甚少,这是由于国内对往复式采煤法的研究并没有形成一套系统的理论体系,现有的研究成果对于我国复杂多变的煤层条件不具有普遍的指导意义。 本文通过对三软条件下往复式采煤法成套技术的系统研究,运用理论分析、数值模拟、现场试验等手段,对三软条件下往复式综采成套技术进行了系统研究,主要分为以下三个方面: (1)研究了往复式采煤法的巷道布置方式。通过技术经济比较,分析了后退式、前进式和往复式采煤法的优缺点;根据永安煤矿地质条件,提出了永安煤矿往复式开采巷道布置方案;确立了往复式采煤法后,优化了采煤工艺流程。 (2)提出了三软煤层“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+让压免张拉预应力锚索”的巷道联合支护方案。结合国内外相关锚杆支护理论,分析了三软条件下巷道的围岩稳定特征,计算了锚杆支护的相关参数,通过数值模拟验证巷道支护方案的可行性。 (3)研究了沿空留巷围岩控制机理。在对采场空间模型及其运动规律分析的基础上提出了一种“让压可缩巷旁充填”结构模型,并研究了其关键参数—刚性充填体宽度、柔性充填体高度,然后通过现场试验,确定了留巷方案。 (4)结合以上研究成果,发明了“一种三软煤层往复式无煤柱开采方法”,系统的总结了三软煤层往复式综采成套技术,对永安煤矿及类似矿井的安全、高效生产具有较高的指导意义。 本文通过对往复式采煤法的研究,提出了三软条件下往复式综采成套技术,并将成果成功运用于永安煤矿,为其带来了较大的经济效益和社会效益。