近日,由中国煤炭科工集团煤炭科学技术研究院建立的特厚煤层大采高综放开采安全地质保障技术 体系在西北地区成功应用,突破了西北黄土沟壑地区特厚煤层综放开采覆岩破坏实测困难、规律不清的 技术瓶颈。
我国西北部矿区大多位于黄土高原,地形复杂,沟壑纵横。煤矿在开采过程中地表沉陷差异较大, 局部区域煤层开采后出现塌陷坑,还会出现地表裂缝发育不明显,且地表塌陷影响范围、下沉量小。针 对特厚煤层综放开采覆岩破坏剧烈、地表沉陷规律不明、地表塌陷难以控制等问题,煤炭科学技术研究 院经过持续科研攻关和现场实践,建立了特厚煤层大采高综放开采安全保障体系。
据介绍,该体系创建了井—地—空全方位、全周期的覆岩变形破坏综合观测技术方法;建立了基于 多元信息融合技术的多维地表沉陷监测体系,能够精准识别沉陷区范围和边界;构建了3种不同结构和力 学特征的大采高煤层综放开采含关键层条件下覆岩变形破坏“三位一体”结构模型,为进一步制定地质 灾害安全保障体系提供了技术支撑。
此外,该系统还量化了水砂溃涌的阶段性特征及其发生的临界条件,获得了水砂溃涌启动影响因素 程度;建立了地表抽冒溃砂力学模型,提出了组合承载结构,揭示了离层空间大小与塌陷坑物料体积之 间的关系、关键层厚度与上覆岩层变形量的定量关系,为实现井下安全开采和有效治理地表沉陷提供了 科学依据。
据了解,该研究成果已在准格尔煤田黄土沟壑地区类似地质条件矿井得到良好的应用推广。