近急斜硬顶软底软煤综采面矿压控制及开采技术研究

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艾维尔沟矿区含煤地层为下侏罗系地层,地层总厚度2441.1m,平均厚度538.7m。矿区总的构造形态为单斜构造,走向近东西,向南倾斜,倾角7~45°,东缓西陡。无褶曲构造,断裂发育,其中的F4-2断层、F5-9断层为矿区的主要断层。矿区开采侏罗纪八道湾组煤,含煤12层,煤层倾角17°~52°,单斜构造,结构简单,赋存较稳定,煤层不易自燃,煤尘具有爆炸性,煤层瓦斯含量较高,矿区煤层深部为高瓦斯区。  艾维尔沟矿区对倾角35°以下的煤层,已成功的进行了综采及综放开采。随着矿区向西部及深部的开采,矿区开采的煤层倾角多数将在38°~44°之间。另外,焦煤集团在阜康、伊犁、拜城等地整合的焦煤资源,煤层赋存条件相似,煤层倾角一般在25°~60°之间,而其中倾角38~44°的煤层储量所占比例约为总储量的65%,对此类倾角的煤层还没有开采的经验。本论文以艾维尔沟矿区的2130煤矿24221近急斜硬顶软底软煤综采面为对象开展研究工作。该工作面除了存在近急斜的难题外,还存在近急斜坚硬顶板的处理难题及开采中遇到的软底软煤难题。  本论文结合艾维尔沟矿区坚硬顶板的处理经验,在本工作面煤层倾角变大及炸药型号改变后,进行多方案的比较,提出了缩小组间距、增加辅助孔的炮孔布置方案。通过坚硬顶板处理前后的数值模拟研究对比及工作面矿山压力观测研究,得出了工作面坚硬顶板处理后沿走向来压步距减小、强度降低,沿倾向支架载荷上部大、中部次之、下部小的规律。研究后得出数值模拟研究结果与矿压观测结果相近的结论,两种研究结果也支持了坚硬顶板的处理方案,同时也为坚硬顶板超前预爆破提供了优化的依据。  本论文在总结该矿区大倾角采煤工艺的基础上,从24221综采面开采的实际状况研究出发,提出了近急斜硬顶软底软煤的合理开采工艺方案,提炼出了近急斜工作面设备的防倒、防滑措施和工作面防底鼓措施,完善了工作面的各项安全防护措施。各项措施的制定及应用指导了工作面的安全开采。  通过本论文的研究,得出了近急斜硬顶软底软煤工作面是可以进行综合机械化开采的结论,也将难采煤层的开采技术提高到一定的层次,为类似条件的煤层开采提供了一定的借鉴经验。
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