[01130788]急倾斜特厚煤层安全开采关键技术

急倾斜特厚复杂难采煤层安全高效开采依然是世界性难题。新疆是国家批建的14个亿吨大型煤炭基地之一,急倾斜特厚煤层储量占世界同类煤层30%以上。在急倾斜特厚煤层赋存条件下,存在顶煤可放性差、煤岩动力失稳、开采工艺与装备可靠性、水患和火灾防治等系列难题,开采难度极大。本项目针对急倾斜特厚煤层条件,以水平宽度20～50米、平均倾角63°的急倾斜特厚煤层为代表,综合运用采矿工程、工程地质学、岩石力学、爆炸力学和等多学科交叉前沿理论方法与手段,从3个方面系统研究了急倾斜特厚煤层合理开采工艺、关键装备、注水改变煤层物性、支架选型和水害防治等安全开采关键技术： 1、急倾斜综放工作面围岩结构应力特征预期力学行为及其对安全开采的控制作用研究 1)揭示了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采工作面围岩变形及破坏规律、覆盖层水渗透与窜风特性; 2)研究确定了合理阶段高度、覆层安全结构与合理厚度; 3)开发了适合于乌鲁木齐矿区急倾斜特厚煤层综放开采技术与装备。 2、急倾斜煤层水平分段综放顶煤动态体积压裂与冒放性及综合安全效应研究 1)首创提高煤体冒放性、实现增产提效和提高资源回收率的急倾斜特厚煤层综合弱化工艺; 2)研发了基于碱性基质的超前注水弱化技术; 3)研发了基于乳胶基质炸药的超前爆破技术。 3、研发适用于乌鲁木齐矿区急倾斜特厚煤层综放开采灾害预报与安全保障技术 1)研发了煤岩失稳声光电监测技术方法; 2)研发了采空区水患、瓦斯、火灾和硫化氢立体综合防治技术; 3)创建了集矿山固废利用、灾害防治、增产提效和环境保护为一体的采空区地面充填与协同利用技术。 本成果2006年7月在神新公司苇湖梁煤矿投入应用。试验工作面煤层厚为39m,平均倾角63°,采高 3.0m,放高27.0m,平均日产2730吨,最大日推进度8.4m,最高日产2.0万吨,最高月产8.2万吨,最高回采率93%。推广应用后最高年产300万吨。2006年7月-2011年12月,本成果应用后累计产量3649.58万吨,产值58.4亿元。截至2012年12月末,已创经济效益70.4亿元。 本项目成果在急倾斜特厚煤层安全高效开采关键技术的研究方面取得了系统性和开创性的突破,创全国生产纪录3项、建企业级（试行）标准1个,申请专利16项（发明专利3项）、已获授权发明专利1项、实用新型专利13项;发表论文60余篇;出版专著1部;主要技术经济指标处于国内领先、国际同期先进水平;解决了全行业的一个重大技术难题,研究成果具有很强的市场竞争力和推广价值。得到俄罗斯等国外专家好评,被中国能源报、新疆日报等主流媒体报导。 查新与检索表明,未见与本项目查新点综合研究内容相同的文献报道。由宋振骐院士及11名专家组成的成果鉴定委员会认为,项目成果达到国际领先水平。 本项目技术在特厚复杂难采煤层安全开采与环境治理中具有广阔的应用前景,为我国煤炭资源与环境的安全、协调和绿色开发提供了重要技术支撑。