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“西部厚松散层特厚煤层“三位一体”安全高效保障技术”
项目公示材料
项目名称
西部厚松散层特厚煤层“三位一体”安全高效保障技术 推荐单位
中国矿业大学 项目简介
本项目属于矿山压力与支护工程领域。
《煤炭工业“十三五”规划》中指出，我国煤炭生产将向集约高效方向发展，煤炭生产开发进一步向大型煤炭基地集中，煤炭开采的重心向西部转移，“预计到2020年，西部地区煤炭产量将达到23.1亿吨，占全国的59.2%”。因此，特厚巨厚煤层开采工艺与方法、特厚煤层采场围岩控制理论与技术、特厚煤层开采灾害防控技术等方面的研究工作已列为我国能源技术战略规划中的重点攻关任务。基于此，本项目围绕我国“十三五”能源产业发展的重大需求，以《能源技术“十三五”规划》为指导，聚焦我国西部地区厚松散层特厚煤层围岩控制与安全高效开采的技术难题，联合多家企业与科研院所，系统研究了西部特殊地质条件下特厚煤层综放工作面顶板结构优化、围岩变形控制、漏风通道封堵等问题。创建了以采空区端头“弧形三角板”综合周期定向弱化技术、端头顶板竖向主裂隙和两巷残存断面封堵防漏风技术、组合式预制板底鼓治理技术为核心的西部厚松散层特厚煤层“三位一体”安全高效保障技术体系。项目主要创新点如下：
1、发展了西部厚松散层特厚煤层开采岩层控制和灾害防控理论（1）分析了端头不放煤距离改变条件下，端头围岩顶板垮落和悬露结构，确定了端头弧形三角板结构的失稳判据；（2）揭示了工作面采场顶板结构对端头CO浓度的影响规律；（3）研究了底板扰动裂隙发育深度随巷道超前压力的演化规律。
2、开发了厚松散层特厚煤层“三位一体”安全高效保障技术体系。形成了以采空区端头“弧形三角板”综合周期定向弱化技术、端头顶板竖向主裂隙和两巷残存断面封堵防漏风技术、组合式预制板底鼓治理技术为核心的“三位一体”安全高效保障技术体系，优化了采场应力环境。
3、研发了厚松散层特厚煤层底鼓控制及快速修复施工装备。发明了治理底
鼓的组合式预制板，研制了配套的底板锚固施工装备和底板裂隙水吸抽装置，改善了底鼓控制效果，提高了底锚施工效率，实现对底板水的有效控制。现场应用结果表明，采用“三位一体”安全高效保障技术后，巷道顶底移近量减小了22.7%；两帮移近量减小了31%。本项目的成功实施，缩小了区段煤柱尺寸，提高了煤炭回收率，节约了支护成本，取得了显著的经济社会效益。
本项目成果已在准格尔煤田类似条件矿井进行了推广应用，取得了显著的经济社会效益，推广前景广阔。项目相关成果获国际专利1项，国家发明专利4项，软件著作权1项，发表学术论文20余篇，出版专著1部。成果鉴定评价
2016年12月23日，中国煤炭工业协会组织有关专家对内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司、中国矿业大学和宿州学院合作完成的“西部厚松散层特厚煤层'三位一体'安全高效保障技术”项目进行了科技成果鉴定。鉴定委员会听取了项目汇报、审阅了鉴定资料，经质询讨论，形成如下鉴定意见：
1、项目采用现场调研、理论研究、实验室试验、数值计算及井下试验相结合的方法，研究了西部厚松散层特厚煤层综放工作面端头围岩稳定性，形成了综放工作面端头围岩控制保障技术体系，解决了西部厚松散层特厚煤层综放工作面端头围岩控制难题。
2、主要创新点：
（1）提出了以深孔扰动、注水软化、定向爆破相结合的采空区端头“弧形三角板”综合周期定向弱化技术，优化确定了厚松散层特厚煤层工作面端头顶板弱化条件下煤柱尺寸和端头不放煤距离。
（2）开发了端头顶板竖向主裂隙和两巷残存断面封堵防漏风技术。成功解决了工作面端头CO超限的问题，保障了工作面的安全回采。
（3）研发了治理底鼓的组合式预制板，研制了配套的底板锚固施工装备和底板裂隙水吸抽装置，提高了底锚施工效率，改善了底鼓控制效果。
3、项目成果在内蒙古不连沟煤矿成功应用，经济和社会效益显著。该项目提交的技术资料齐全、完整，完成了计划任务书规定的研究内容，同意通过鉴定，项目成果达到国际先进水平。
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