矿井高产高效开采技术

完成单位：中国矿业大学

      近年来，我国一大批高产高效矿井的技术术水平不断跃上新的台阶，尤其是综采放顶煤技术的广泛应用，促进了煤炭资源高产高效开采的发展。但是，一些影响工作面高产高效生产的技术难题是客观存在的(尤其在一些复杂的地质条件下)。近十年来，结合我国煤炭资源高产高效开采的现状和发展趋势，通过理论研究和工程实践，在综放开采的工艺参数、围岩控制与监测、顶煤回收率技术、中厚偏薄(1．5m～2.5m)煤层的高产高效开采以及房柱式开采的工艺与矿压控制方面取得了一定的成果，研究成果达到国际水平或国内领先水平。

主要技术特点：

1.高产高效综放开采的工艺及参数设计。高产高效放顶煤工作面合理的放煤工艺参数是进一步提高顶煤回收率，提高产量和效益的基础，尤其在煤层赋存条件相对复杂和一些特殊条件下。其关键技术主要包括：(1)不同煤层硬度(软、中硬、硬煤)和顶板条件下的合理放煤工艺参数。(2)不同煤层厚度(较薄厚煤层、厚煤层和特厚煤层)条件下的开采方式和合理放煤工艺参数。

2.提高放顶煤开采的煤炭回收率技术。(1)提高初采期间的顶煤回收率技术；主要通过以下关键技术的研究，最大限度地提高初采期间的顶煤回收率：①初采期间煤岩稳定性以及对顶煤回收的影响分析。②相关技术措施如松动爆破、静力破碎、初放工艺的参数设计、效果监测以及评价。(2)提高末采期间的顶煤回收率技术，其关键技术包括：①顶板活动规律分析以及合理停采线的确定。②末采期间顶板稳定性的评价指标体系以及监测。③工作面支架撤除工艺。(3)提高端头区顶煤回收率技术，其关键技术主要包括：①端头区煤岩的活动规律及其冒放性。②端头区顶煤的回收工艺。

3.高产高效工作面支架与围岩体系监测控制技术。解决高产高效(综放)工作面因支架与围岩关系不良引起的端面顶煤(板)冒漏以及对工作面生产的影响。如在松软和中硬煤层条件以及地质条件复杂的情况下，主要包括以下两种监测方式：(1)工作面在线监测。特点：监测内容强针对性、信息采集传输与分析实时性、监测结果处理、决策以及意见反馈及时性。最大限度地实现在工作面生产过程中的实时监测。(2)工作面非在线监测。根据矿井和开采工作面的具体实际，采用工作面支架与围岩信息自动采集存储、人工提取、地面计算机分析与处理的监测过程。

4.深井“三软”煤层综放开采工艺与围岩控制技术。(1)应用单位的煤层赋存及支护条件。煤层埋藏深度：800m；围岩条件：属“三软”煤层；煤层厚度：4．5m；煤层倾角：26°；支架额定工作阻力：2600kN；支护强度：0．4～0．45Mpa。(2)关键技术。①支架与围岩相互作用机制及端面顶板稳定性的理论研究。②该复杂地质条件下有利于顶煤回收和岩层控制的合理的放煤工艺参数和回采工艺。③深井、大地压、”三软”煤层条件下的综放开采支护质量与煤岩稳定性监测。④工作面运输机防滑的有效控制技术。⑤巷道围岩的变形特征和锚网锚索联合支护控制技术。

5.中厚偏薄(1．5m～2．5m)煤层高产高效开采的工艺及保障体系

(1)应用单位的煤层条件。煤层煤厚0．8～2．6m，平均1．93m，煤层倾角2。～1 2。，平均6。。工作面断层发育，两顺槽及切眼在掘进过程中，揭露落0．2～5．3m的断层49条，均对回采有一定影响。(2)项目研究的关键技术。①中厚煤层(1．5m～2．5m)高产高效工作面工艺。②中厚煤层(1．5m～2．5m)高产高效工作面保障系统。(3)工作面煤层赋存状况的地质预报。(4)工作面支架位态与支护质量监测。(5)工作面矿山压力及支架适应性实测研究。(6)综采面快速过断层技术。

6.短壁(房柱式)开采的工艺及参数设计

关键技术(1)房柱式开采的采区(盘区)巷道布置设计。(2)煤房、煤柱合理尺寸及支护参数确定。(3)煤柱回收工艺及采区(盘区)回采顺序。(4)房柱式开采的矿压控制及监测。 

应用情况：上述技术成果在“九五”期间和“十五”期间在兖州矿区的南屯、兴隆庄、东滩、济宁二号矿，徐州矿区三河尖、权台、韩桥矿，潞安矿区王庄煤矿、漳村煤矿等进行了应用，取得了良好的技术经济效益。