科技成果

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成果名称: 侏罗系特厚煤层综放开采离层水害机理及防控关键技术

成果登记号: 9612016Y0396

第一完成单位: 陕西永陇能源开发建设有限责任公司

联 系 人: 袁中帮

成果类型: 应用技术

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 采矿业

成果简介:

   "侏罗系特厚煤层综放开采离层水害机理及防控关键技术"项目是针对陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿顶板水害防治而开展的,项目由陕西永陇能源开发建设有限责任公司和中国矿业大学共同承担完成。研究主要内容包括如下几个方面:①得到了3煤覆岩富水性特征和赋存特征;将煤层顶板岩层划分为砾岩、砂岩、泥岩岩组和煤层;建立了崔木煤矿21盘区(21301、21302、21303、21305、21306工作面)工程地质模型。②依据"三下"规程计算公式和多元回归拟合研究公式计算了导水裂缝带高度;对综放开采导水裂缝带高度实测38个实例进行拟合分析;对4个工作面的7个导水裂缝带实测钻孔进行了观测和资料分析;综合确定崔木煤矿3煤开采裂采比为21.40。③提出离层水害预警的洛河组水位降预警值;得到工作面开采覆岩离层发育位置;得到了离层空间上覆岩层初次极限破断距约为300~350m,周期极限破断距150~175m;计算了工作面离层水均匀下泄时的涌水量。④设计了地面离层水泄水直通式导流孔,并确定导流孔结构和布孔方案;在4个工  作面设计实施了5个直通式导流孔,并结合导流孔泄水效果,提出了直通式导流孔吸风-透孔关键技术配套方案。与国内同类研究技术比较,本课题研究成果的理论性、实用性、可操作性均有较大的提高。研究成果的主要创新点有:①侏罗系特厚煤层综放开采导水裂缝带高度研究:依据"三下"规程计算公式、多元回归拟合研究公式和实例拟合公式对导水裂缝带高度进行了预计;通过钻孔冲洗液漏失量和水位随深度、采前采厚、开采过程的变化特点分析和岩芯、钻孔窥视影像观测的研究,结合导水裂缝带高度预计结果,综合最终确定了崔木煤矿特厚煤层综放开采导水裂缝带高度。②侏罗系特厚煤层综放开采离层水害机理研究:提出离层水害水位降预警值;研究提出基于弹性力学理论的离层发育位置判别方法。结合数值模拟和钻孔窥视影像,提出基于弹性力学理论的离层空间上覆岩层初次极限破断距和周期极限破断距计算方法。研究得到了工作面离层水均匀下泄时的涌水量值。③首次提出了侏罗系特厚煤层综放开采离层水害地面直通式导流孔防控关键技术和配套方案。给出了适合西部侏罗系特厚煤层综放开采的直通式导流孔钻孔结构和布孔方案,同时提出直通式导流孔吸风-透孔配套关键技术。   研究成果提出了崔木煤矿特厚煤层综放开采导水裂缝带高度综合确定方法,提出离层水害预警水位降,研究提出基于弹性力学理论的离层发育位置判别方法和上覆岩层初次极限破断距和周期极限破断距计算方法。首次提出了侏罗系特厚煤层综放开采离层水害地面直通式导流孔防控关键技术和配套方案。研究成果为崔木煤矿实施3煤安全开采离层水害防控提供决策技术依据、关键理论和技术创新。项目成果的理论和实践意义重大。