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急倾斜煤层流态化反循环钻采技术研究

2021-05-26张洪伟程敬义赵毅鑫李杨万志军王春耀

矿业科学学报 2021年3期

张洪伟,程敬义,赵毅鑫,,李杨,万志军,王春耀

1.中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083;2.中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院,北京 100083;3.中国矿业大学矿业工程学院 江苏徐州 221116

急倾斜煤层广泛分布于我国新疆、甘肃、宁夏、山西、贵州、重庆、安徽等众多煤炭生产基地[1],其中,我国南方地区80%的矿区赋存有急倾斜煤层,西部矿区急倾斜煤层占50%以上。当煤层倾角大于55°时,一般多用水平分段综采或综放采煤法,此时的含煤地层中分层明显的煤层底板在重力作用下向已成空间的变形速率急剧增大[2],使得“支架-围岩”系统稳定性大幅下降,工作面生产与安全事故发生的概率倍增。作为特殊埋藏条件下的复杂难采煤层,急倾斜煤层综采难度极大,其安全高效开采方法也是国际采矿界的研究热点与难点。因此,提出新型急倾斜煤层开采技术,实现急倾斜煤层工作面自动化、无人或少人化开采新模式,对保障煤矿安全、促进煤炭资源可持续发展具有重要的现实意义和战略意义。

从20世纪90年代开始,为实现我国急倾斜/大倾角煤层安全高效开采,形成了大倾角单一中厚煤层综采和综放、大倾角煤层群综放开采等技术与装备,完善了我国大倾角煤层走向长壁综合机械化开采理论与技术体系[3-8]。然而,急倾斜煤层综采工作面安全开采还面临着众多突出的技术难题[9-13],如矿压显现非对称特征使得围岩控制困难;工作面设备滑、倒及架间挤咬现象加剧;……

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