急傾斜放頂煤工作麵礦壓規律與來壓監測預報

急傾斜放頂煤工作麵礦壓規律與來壓監測預報

應用行業：礦山

技術領域：采煤方法

任務來源： 烏魯木齊礦務局項目

獲獎情況：

陝西省教育廳 科技進步三等獎

新疆維吾爾自治區 科技進步三等獎

烏魯木齊礦務局特等獎

Ø 主要內容

1. 發現了大放高條件下頂煤呈弧拱狀破壞的客觀規律，從而為提高工作麵工效和產量指明了有效途徑。

2. 研究發現合理加大放高使頂煤呈弧拱狀破壞，可以從根本上解決架前冒頂 02manbetx.com ，也可以消除由於頂板壓力大而造成的支架歪斜現象。

3. 采用彈性力學方法，建立了頂煤彈性深粱力學模型；求解了頂煤應力函數，擴展了彈性力學內容；給出了頂煤應力和破壞的解析表達式，建立了確定合理頂煤厚度的解析方法；從理論上揭示了大放高條件下弧拱狀破壞的力學機理。

4. 發展了靈敏、簡便、可靠的監測技術，提出了應用位移速度指標替代應力指標的監測方法。

總體上，完成了急傾斜大放高開采的頂煤破壞運動規律、頂煤破壞機理、合理頂煤厚度確定、來壓監測預報的係統化研究，並且充分得到實踐檢驗。

Ø 技術要點

通過在工作麵前方，按照5m、10m、15m三個層位的頂煤位移實測，取得的大放高頂煤破壞運動規律，具有開創性。該理論不僅指出了加大采放高度的增產提效方法，還消除了小放高條件下架前冒頂、支架歪斜 02manbetx.com ，又可以減少一倍的巷道掘進量，一舉多得。該研究成果對促進放頂煤開采的推廣應用，提高急傾斜煤層開采的機械化程度，起到了重要作用。

頂煤力學模型的建立，給出了合理頂煤厚度確定的理論方法和解析公式。從力學角度闡明了大放高條件下頂煤破壞形態的機理，揭示了小放高條件下架前冒頂和加大放高可消除架前冒頂的客觀規律。該解析表達式可以計算出各種頂煤厚度下的頂煤應力分布，判斷首先出現的頂煤破壞區域和破壞形態，指導頂煤回收和頂板支護。

放頂煤工作麵來壓監測預報技術，可以在超前巷道 安全地帶，布置3～4個動態儀測站，方便地對構成工作麵 安全威脅的來壓進行超前預報，從而擴大了簡易機械化放頂煤工作麵的應用範圍，使難采煤層得到 安全高效開采。

大放高礦壓規律與來壓監測預報研究，建立了全麵指導急傾斜特厚煤層放頂煤開采實踐的理論體係。

Ø 應用情況及前景

1. 通過研究，將六道灣 煤礦綜采工作麵采放高度由原來的l0m提高到20m，多年的實踐證明工作麵平均年產量提高一倍，工效提高一倍以上；

2. 每開采一個分段節約一套巷道係統，萬噸掘進率降低50％；

3. 架前冒頂 02manbetx.com 率和支架歪斜 02manbetx.com 率減少95％以上， 安全狀況明顯改善；

4. 來壓監測技術的應用，避免了綜采工作麵停產1個月和搬遷事故，直接效益一百多萬元；

5. 大膽探索超前預報技術，成功地進行了滑移支架放頂煤工作麵來壓預報，使首采工作麵安全順利試采成功，避免了工作麵下馬事故；

6. 本項成果的應用，截止目前共計創效益近億元。

本項研究建立了急傾斜放頂煤開采頂煤控製的理論體係，指明了工作麵實現高產、高效、安全開采的最佳途徑。既有很高的理論意義，又有廣泛的應用價值。

彈性深梁力學模型的建立，不僅對放頂煤開采有直接的理論意義，同時也是對相關彈性力學內容的發展，具有重要理論價值。

放頂煤開采超前監測技術，是大放高理論的拓展應用，擴大了放頂煤技術的應用範圍，是保障工作麵安全的有效手段，有重要的實際應用價值。

西北地區急傾斜特厚煤層分布廣泛，本項理論和技術有廣闊的應用前景，特別對難采煤層的機械化開采有突出的意義。