基本原理:
针对厚松散层特厚煤层特大型矿井快速建井和围岩控制难题,综合运用理论分析、 数值模拟、实验室试验、现场工业性试验等方法,对千万吨级特大型矿井快速建井及关 键技术、年产 1000 万 t 综放工作面成套技术、厚松散层特厚煤层大断面巷道支护技术、 综放开采安全保障技术等问题进行深入的研究。快速建井技术的成功应用,为华电煤业 仅用 24 个月就建成了日最高单产达 5.6 万吨的千万吨级特大型矿井提供了科学的指导。 “双四同时”施工方法、超前承载壳支护技术、卸压控顶施工技术、全锚杆浇注支护、大 断面支护技术、大采高大采放比综放开采技术、综合防灭火技术、矿井综合自动化监测 与控制技术等创新性成果在现场应用中都取得了较好的效果,为特大型矿井的安全高效 生产提供了可靠的技术保障。
关键技术描述:
1、建立了以工程工序“双四同时”施工工艺、井筒表土段超前承载壳支护、卸 压控顶施工、全锚杆浇注支护、相邻近距离大断面主副斜井支护等关键技术为核心的厚 松散层特厚煤层条件下快速建井成套技术体系。
2、开发了薄基岩特厚裂隙发育煤层大断面巷道支护理论和技术体系,建立了等 强协调和稳定性支护理论,发明了超深孔注浆技术、分段分时注浆管及复合超前锚杆, 形成了厚松散层特厚煤层大断面巷道支护成套技术、特厚煤层大断面含泥岩夹层顶板超 宽切眼支护成套技术。
3、设计了1000 万 t/a 综放工作面整体设备配套和生产工艺,开发了厚松散层特 厚煤层、大采高、大采放比综放开采成套技术。
4、集成创新了 1000 万 t/a 综放工作面保障技术,开发了地面综合一体化全自动 调度监控系统,实现了 1000 万 t/a 矿井“采、掘、运、风、水、电”六大生产环节的自 动化监测与控制。
工艺流程:
1、创建了以“双四同时”施工工艺等关键技术为核心的千万吨级特大型矿井快 速建井关键模式,如图 1 所示。
2、开发了由等强协调稳定支护理论、预应力锚注支护技术、锚杆无损检测、超 前钎杆支护技术、围岩深部变形探测技术等构成的大断面巷道破碎围岩和超大断面切眼 含泥岩夹层易漏冒顶板变形控制体系,如图 2 所示。
3、设计了大采高大采放比千万吨综放工作面设备选型配套和工艺参数,见表 1。
4、开发了集矿井安全监控系统、矿井变电所综保系统、主斜硐胶带机配电控制 及大巷胶带机监控、矿井通风机三遥系统、压风机三遥系统、矿井井下主排水泵三遥系 统、采掘工作面监测系统、矿井变电所三遥系统、粉尘超限喷雾降尘监测系统、火灾预 测预报体系等功能于一体的地面综合一体化全自动调度监控系统,如图3所示。