无胶结假顶条件下顶板控制技术研究

【摘要】：该课题研究是以现场矿压观测为主,以实验室相似材料模拟试验为辅进行研究,通过无胶结顶板条件下工作面开采过程中“三量”常规观测来解决支架围岩关系及矿压显现规律,达到掌握顶板动态及顶板周期性运动的参数;通过实验室相似材料模拟实验来分析整个覆岩运动规律,直观的了解组成覆岩的多岩层变形破坏情况,以进一步明确各岩层运动控制与被控制关系。本次研究是在新的矿压理论的指导下进行的,即以支架工作阻力与整个采场上覆岩层运动作用机理最新研究成果为理论基础,通过研究无胶结顶板条件下整个采场上覆岩层的组成方式,以及上覆岩层的运动特征、运动参数,支架在控制覆岩运动过程中所表现出来的工作状态及支架对顶板岩层运动控制效果。阐明了支架额定工作阻力、初撑力及整个采场上覆岩层运动的定性及定量作用机理,并对整个采场上覆岩层组成方式、运动范围、支架合理额定工作阻力、初撑力、安全阀有关参数、支架工作状态及其对顶板岩层运动控制效果作定性和定量解释,提出了该顶板条件下控制岩层运动的合理途径及有效方法,即当工作面顶板下沉量不超过90mm时,煤皮直接顶较完整,工作面支架处于好的工作状态。该成果不论是在理论上,还是在现场的实际应用中都具有一定的创新性和先进性,是煤炭开采工艺中的一项技术创新,在工作面类似顶板条件下开采方面属国内领先水平,为今后类似顶板条件下开采提供了借鉴和参考,具有重要的指导意义。同时,它的成功开采不但延长了采区和工作面服务年限,缓解了采区及工作面接续紧张状况,而且提高了煤炭资源回收率,创造增加产值效益2964万元,净增经济效益1885万元。