厚煤层智能绿色高效开采技术与装备研发进展

作     者：王国法 庞义辉 许永祥 孟令宇 韩会军 WANG Guofa;PANG Yihui;XU Yongxiang;MENG Lingyu;HAN Huijun

作者机构：中煤科工开采研究院有限公司北京100013 中国煤炭科工集团有限公司北京100013 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      面：882-893页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51834006,52274154,52004124) 宁夏回族自治区重点研发计划重大项目(2023BEE01002)。 

主　　题：厚及特厚煤层 大采高综采 大采高综放 围岩控制 煤壁片帮 

摘      要：厚及特厚煤层是我国西部矿区的主采煤层,超大采高综采(放)开采技术装备的创新实践为我国煤炭资源安全稳定供给奠定了坚实基础。以超大采高综采(放)开采理论、技术与装备的发展为主线,综述了我国厚煤层智能绿色高效开采技术与装备的研发历程和最新进展。基于大量现场实测与模型计算,提出液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合模型,并将该理论模型应用于超大采高综采(放)开采实践。针对超大采高开采围岩控制难题,建立了工作面覆岩断裂失稳的“悬臂梁+砌体梁力学模型,以及煤壁片帮的“拉裂-滑落力学模型,并提出了超大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素控制方法,开发了液压支架支护质量监测控制系统及顶板灾害预测平台,研发了6~10 m系列超大采高液压支架及配套装备,并在西部矿区进行了实践,实现了坚硬厚煤层的安全高效开采。针对坚硬特厚煤层综放开采围岩控制难题,分析了大采高综放液压支架与围岩结构耦合系统,提出了综放工作面煤壁片帮呈现板裂化特征及片帮机理,研制了最大机采高度为7.0 m的超大采高综放液压支架,为浅埋深坚硬特厚煤层安全高效高回采率开采提供了理论、技术与装备支撑。