科技成果

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成果名称: 柠条塔煤矿厚煤层无煤柱自成巷110工法技术研究

成果登记号: 9612017Y0093

第一完成单位: 陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司

联 系 人: 陈菲

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新能源与高效节能

应用行业: 采矿业

成果简介:

    无煤柱自成巷110工法是以切顶短臂梁理沦为基础,通过定向预裂,切断部分项板岩体的应力传递路径,利用矿山压力和顶板部分岩石,沿预裂缝切落自动形成巷道,形成一个工作面掘进一条顺槽(自动形成另外一条顺槽)无煤柱开采的110工法,在神华集团、中煤集团、川煤集团和嘉阳集团等多个矿区成功应用。

    柠条塔煤矿是陕煤化集团的主力矿井之一,采用传统留煤柱开采方法存在"掘巷工程量大、留煤柱开采采出率低、煤柱应力集中"问题,对于厚煤层开采110工法,需要从理论问题、关键参数、配套工艺和矿压显现规律等方面进一步研究。因此,基于柠条塔煤矿厚煤层

大采高的工程地质特点,深入研究适合于柠条塔煤矿条件下的切顶卸压自动成巷无煤柱开采关键技术、配套工艺和矿压规律已成为首要问题。本课题正是在该背景下进行立项研究。主要技术要点如下:

    (1)创建了切顶卸压无煤柱自成巷开采理论和技术体系,系统地总结分析了长壁开采121和110工法的特征及其关键技术的特点;

    (2)针对柠条塔矿厚煤层开采过程中侧压大和垂直变形大的特点,提出了以控制和适应大变形为特点的厚煤层110工法设计,包括厚煤层无煤柱自成巷110工法NPR恒阻锚索支护作用机理及参数、预裂切缝关键参数、支护和护巷工艺等;

    (3)针对沿空巷道的矿压显现规律和岩层移动特征,进行厚煤层自成巷110工法远程实时预测预报系统应用研究,进行留巷巷道位移、压力监测分析,采场矿压规律研究,以及切项卸压对地表环境的影响;

    (4)建立了厚煤层切顶短臂梁力学模型,分析了工作面和巷道矿压显现规律,并研发了厚煤层110工法四条关键技术,即拉得住、切得开、下得来、护得好,揭示了柠条塔矿厚煤层应用110工法后的围岩压力变化和变形规律;

    (5)进行多种现场工业性试验,包括预裂爆破试验、挡矸支护试验、顶板加固试验、防风堵漏试验等,探索出适合厚煤层开采110 工法的关键技术参数;

    (6)在上述研究的基础上,在柠条塔矿S1201工作面成功应用,解决了柠条塔煤矿厚煤层无煤柱开采的关键问题。该技术降低了巷道掘进率,提高了煤炭回采率,具有显著的经济效益,据不完全统计,本试验工程每米巷道的直接经济效益约为3083元。