20 m特厚煤层综放开采矿压规律与放煤工艺研究

研发起止时间：2017.10～2019.12

完成单位：大同煤矿集团有限责任公司、天地科技股份有限公司

成果水平：国际先进

1 项目背景

我国特厚煤层（14 m～20 m）综放工作面采出率一般在82%左右，虽然满足了国家规范要求，但由于特厚煤层综放工作面储量大，产量高，低采出率导致的煤炭资源损失十分严重，而且提高顶煤放出率是一直存在的技术难点之一，并且是影响综放工作面效益的重要因素。

针对大同煤田赋存的3-5号特厚煤层赋存条件系统地研究特厚煤层综放开采顶煤冒放理论、放煤工艺参数、矿压显现规律和侧向煤岩层运移规律等，以便指导工作面回采过程中的顶板控制，提高顶煤放出率，和工作面采出率，实现特厚煤层综放工作面安全高效开采。

2 研究内容

（1）20 m特厚煤层原生裂隙分级评价

采用实验室实验、钻孔窥视、地应力测试等方法获得马道头煤业3-5号煤层煤岩物理力学参数、煤岩体裂隙发育特征、地应力分布规律等，利用全工作面的顶煤裂隙统计、分级评价，提前掌握特厚顶煤体的赋存状况，得到真实的3-5号煤层赋存状况，提前掌握工作面回采过程中的煤厚变化区、俯采仰采区域，为工作面生产采取针对性的顶板管理和放煤管理奠定基础。

（2）20 m特厚煤层综放开采顶煤冒放时空特征研究

利用大型物理相似模拟实验台和数值模拟软件，研究顶煤上部、中部、下部的破裂、时空运移特征及其在放落过程中有可能或极易形成的空间结构，得到马道头煤业3-5号特厚煤层综放开采顶煤放出机制、冒放体形态和煤矸分界面发育特征，同时放煤架数与顶煤放出时间间的关系如图1所示。……