[00111771]埋深1300m矿井综合配套开采技术

基于孙村煤矿的地质条件，针对深部开采出现的问题和困难，采用理论分析、实验室研究、数值模拟、现场实施和实测相结合的方法，深入研究了深井开采的矿压控制、开采部署、热害治理、冲击地压防治、开拓延深与技术改造。在研究采深与影响因素关系的基础上，采取了相应的技术措施，由此形成深矿井综合配套开采技术，在该技术支撑下，孙村矿正掘的回采巷道垂深已达1 350 m，正采的工作面垂深已达125 0m，成为亚洲煤矿最深的矿井。实施这些技术，孙村煤矿的生产、安全、环境及效益得到明显改善，产量、进度和效率等主要技术经济指标大幅度提高，2006年产量达到146.6万t，实现利润1.63亿。1、巷道矿压显现规律及控制方面考虑采深、开采影响、围岩强度，建立了以KγH/[σ]为指标的稳定性分类方法，并与原岩应力、移动支承压力和固定支承压力作用下的变形速度和变形量建立相关关系，为深矿井主要巷道布置、开采部署及矿压控制奠定了基础。实施了跨大巷开采技术、跨采前浅充深注加固技术、工作面开切眼先跨采上下山技术，为深部主要巷道保护提供了实用技术。研究了不同掘进与布置方式的回采巷道随采深增加的变形规律，为深部回采巷道合理布置提供了理论与实践依据。研究了近距离煤层群覆岩发育的亚分带规律，实施了2#与4#煤层间上行顺序开采，从根本上解决了深部首采煤层复合顶板条件下巷道维护与工作面顶板管理的难题。2、热害治理方面在掌握地温、风温随采深和季节变化规律的基础上，研究了深部采掘工作面通风降温技术与可采深度，为深矿井通风系统改造和降温工程设计、实施提供了科学依据。研究、开发并长期运行了世界上第一套冰冷辐射矿井降温系统，解决了超千米垂深输冰、融冰、供冷、散冷关键技术难题，将矿井防尘和降温用水相结合，使采掘工作面的风温由33℃以上降至28℃以下，降温幅度在3℃～7℃之间，降温成本吨煤6.59元。3、冲击地压防治方面研究了深部冲击地压发生的类型，与支承压力的关系，并实施了以合理开采部署、上行顺序开采解放层为主的技术措施。4、生产系统技术改造方面研究并实施了以简化系统、提高能力、改善条件、回收资源为目的的生产系统技术改造，为千米深井高效运行和1300m以下高效开采提供了技术保障。5、采掘技术方面在井田内大中型断层2.7条/km2，小型断层大于25条/km2，深部煤层倾角在30°左右的条件下，研究并应用了综采和综掘技术，综采产量占到96/%以上，2006年产量达到146.6万t，实现利润1.63亿，为深井复杂条件下高产高效开采提供了先例。我国煤矿年平均采深增加10～12m，深井愈来愈多，采深愈来愈大。2007年仅山东省超过800m的矿井已有20处，超过1000m的矿井已有14处，还有一些煤矿或迟或早要进入深部开采。埋深1300m矿井综合配套开采技术的成果已在或正在新汶矿区及平顶山等8个矿区推广和应用，这对成果对我国已经进入和即将进入深部开采的矿区、矿井在制定长远规划、解决开采难题、保证煤炭工业持续发展方面有很强的现实意义和深远的影响。