长沟峪煤矿大倾角中厚煤层组合支架应用研究

摘要

伴随着国民经济的高速增长,我国煤炭开采强度也在不断的加强,2010年中国煤炭产量已达32.6亿t。多年的连续开采已使一些矿区近水平煤层、缓倾斜煤层的可采储量占总储量的比例在不断减小。如何安全高效地开采大倾角煤层已经成为我国煤炭工业发展亟待解决的问题。
　　 本文通过对大倾角煤层开采进行理论分析、数值模拟、矿压监测等一些分析研究方法基础上,对大倾角煤层开采的顶板力学性质及支护方式进行研究。理论分析表明,大倾角煤层工作面上覆基本顶岩层不仅在走向方向形成铰接岩块结构,而且在倾斜方向也可形成铰接岩块结构。大倾角煤层开采数值模拟分析表明,当煤层倾角变大时,其超前支撑压力变小,工作面压力变小,同时工作面发生最大应力区域向其下部转移。通过对长沟峪煤矿-140m水平北一北4槽壁式工作面进行工业实验,确定由整体顶梁组合液压支架组成的支护系统与大倾角煤层开采适应性关系。工业实验表明,整体顶梁组合液压支架组成的支护系统基本适应长沟峪煤矿大倾角煤层开采,此工作面相对于本矿同类煤层炮采工作面其吨煤成本降低约17％,同时在工作面推进过程中,由于煤层变薄,工作面进行搬家,其搬家时间仅为10天,较使用综采液压支架明显缩短搬家时间,同时工作面月产量均保持在2.5万t以上,取得了良好的经济与技术效益。为大倾角煤层安全高效开采探索出一种可靠且合理的支护方式。