强矿压松软破碎煤层中受采动影响下掘进巷道的维护技术研究
承担单位：华亭煤业集团有限责任公司
山寨煤矿
起止年月：2011年01至2011年11月
项目负责人：王利利
联系电话： 0933-7820628
一．项目研究意义和国内外概况、水平和发展趋势
特厚煤层综放开采已经成为我国广泛采用的主要采煤方法之一，这种采煤方法具有生产系统简单、巷道掘进率低、生产效率高、吨煤成本低等优点。但是这种采煤方法开采引起覆岩破坏强度大、地表沉陷破坏严重，给“三下”开采（建筑物、水体、铁路下开采）带来了一定的困难。华亭矿区地质采矿条件特殊：煤层厚度大、覆岩结构复杂、地表地形复杂；
地面村庄分布较多、地表北河穿越整个矿区，村庄下、河流下压覆煤炭资源储量巨大，严重制约着矿井的安全正常生产和矿区的可持续发展。
1、煤层开采引起覆岩冒落带和裂隙带（简称冒裂带）分布形态和发育高度是水体下能否安全开采的重要判据之一，综放开采覆岩冒落带和裂隙带高度的研究在国内外进行的观测研究很少，尤其像陈家沟煤矿20多米的煤层采用分层放顶煤开采引起的覆岩冒裂带高度的观测研究属于空白。特厚煤层分层放顶煤开采覆岩冒裂带观测研究是华亭矿区北汭河下特厚煤层开采的关键技术，也是水体下开采的安全保障。
2、根据对已采工作面地表裂缝调查，陈家沟煤矿地表裂缝的表现形式就是大裂缝，大台阶，变形不连续，地表下沉有突然性，地表扒缝深度与以往常规开采有很大差异。掌握地表扒缝深度是确定河下采煤安全煤岩柱高度的重要数据组成部分。
3、华亭矿区煤层上覆岩层的典型特征是上第三系软岩覆盖层相当厚，岩移规律有其特殊性，以前因受采煤方法的限制，这方面的研究成果很少。通过地表移动观测站的实测资料可以掌握地表移动盆地的范围、形状、大小、特征以及各种角值参数（边界角、移动角、裂缝角、最大下沉角、充分采动角、起动距、超前距、超前影响角、滞后距、滞后角等）；
还可求出利用概率积分法进行预计时所需的主要参数下沉系数q，拐点偏移距s，主要影响角正切tgβ，影响传播系数κ，水平移动系数b等。
因此，该课题研究具有重大的科学研究价值，研究成果的应用将产生巨大的经济效益和社会效益。
二．项目主要研究内容、关键技术、技术线路方案
项目研究的主要内容：
1、理论分析、模拟计算和借鉴国内外一些经验，预计防水安全煤岩柱高度，提出防治水各项工程措施，指导工作面试验性回采。
2、冒落带和导水裂隙带高度实测及方法的研究。
3、地表扒缝深度探测及方法的研究。
4、特殊地质采矿条件下，地表移动和变形观测站的建立方法及观测方法。
5、地质采矿条件与地表移动和变形的关系，减少地表变形措施。
6、特厚煤层分层综放开采覆岩移动和破坏特点及河堤破坏特点和治理措施。
项目研究的关键技术：
特厚煤层分层综放开采覆岩移动和破坏规律有别于常规的“三带”特征理论依据；
研究可靠易行的探测方法，实测导水裂隙带在采动过程中的最大发育高度和形态；
采用综合物探方法对又深又大的地表扒缝深度准确探测技术研究；
综合分析确定保护层的厚度，进而给出河下工作面安全煤岩柱高度的计算公式，为判断后续河下工作面是否能安全回采提供技术支撑和依据。
项目研究的技术路线：
试验方案的初步设计各项防治水措施的落实地表移动和变形观测站的建立地表扒缝深度探测回采过程中的冒裂带高度观测地表观测站的各项观测工作 回采和观测资料整理分析研究成果报告。
三．主要技术指标与经济指标
通过该项目的实施可进行河下煤炭的安全开采，最大程度地减少资源损失。
1、解放河下压煤工作面6个，经济效益巨大。
2、通过观测站观测，可提供本矿区岩移参数。
3、可获得冒裂带高度和分布形态实测数据。
4、可获得地表扒缝深度实测值。
5、制定出有效的河道破坏治理措施。
四．预期主要成果形式及水平
1、可提供本矿区岩移参数。
2、可获得冒裂带高度实测数据。
3、可获得地表扒缝深度探测数据。
4、制定出有效的河道破坏治理措施。
5、可实现河下工作面压煤完全开采，不留煤柱，提高该矿的煤炭资源利用率，延长该矿三采区服务年限。以目前的市场煤价计算，其经济收益将达到4到5亿元；
同时对类似水体下开采具有推广应用价值。
6、研究成果可指导矿井水体下安全开采，判断水体下开采对井下生产的影响。
7、通过地表移动观测成果，为矿区水体下、建筑物下安全开采提供理论依据。
总之，项目研究成果将填补国内外在特厚煤层分层放顶煤条件下覆岩破坏规律，导水裂缝带高度动态探测方法，很深的地表扒缝深度探测方法的空白，解决华亭矿区北汭河下特厚煤层开采的关键技术问题。可达到国际领先水平。
五．项目实施进度计划，阶段目标与完成时间
1、2007年9—12月，项目调研、论证；
2、2008年1—3月，完成方案设计工作；
3、2008年4-5月，完成地表移动和变形观测站设立；
4、2008年7—2012年7月，完成各项防治水工程，完成回采，完成主要岩移观测任务，完成冒裂带高度探测，完成地表扒缝深度探测，及项目规定的其他各项任务；
5、2012年9-12月，进行项目总结，并申请鉴定。
六．推广应用前景
目前国内外在特厚煤层综放“三下”采煤技术方面仍然处于进一步探索阶段，尤其是特厚煤层综放水体下采煤的合理的安全开采条件仍然是一项亟待解决的课题。所以，该项目如能成功实施，在特厚煤层综放水体下开采领域具有重要的推广价值。
七．项目研究人员名单
姓名 工作单位 职称 职务 承担内容
负责人 刘远康 陈家沟煤矿 高工 矿长
项 目 参 加 人 员 丁隆端 陈家沟煤矿 高工 党委书记
李广成 陈家沟煤矿 高工 副矿长 技术负责
许 强 陈家沟煤矿 高工 副矿长
王羧淮 陈家沟煤矿 高工 副矿长
齐俊德 陈家沟煤矿 高工 副矿长
杨锦海 陈家沟煤矿 工程师 科长
周兆锋 陈家沟煤矿 工程师 副科长
李尚志 陈家沟煤矿 工程师 副主任
李学军 陈家沟煤矿 工程师 主任
郭镇军 陈家沟煤矿 工程 副科长
张 涛
涛 陈家沟煤矿 助工
苟小川 陈家沟煤矿 助工
王晶晶 陈家沟煤矿 助工
余学义 西安科技大学 博士 教授 技术负责
王永申 煤炭科学研究总院唐山研究院 研究员 主任 技术负责
姜 升 煤炭科学研究总院唐山研究院 研究员
八．经费预算和用途
经费预算投入 经费预算支出
科目 预算数
（万元） 科目 金额
（万元） 备 注
来源预算合计 187 经费支出 187
省科技三项经费 1、人员费 64
国家拨款 （1）高级研究人员 20
公司拨款 150 （2）其它研究人员 42
银行拨款 2、设备费 85.5
单位自筹 37 （1）购置 85.5
其它 （2）试制
3、业务费
（1）材料费 8.5
（2）差旅费 2
（3）外协测试费 2.5
（4）资料费 1.5
（5）会议费 1
4、其它直接费用 12 含矿建、土建费用