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济宁三号煤矿投产后一直以综合机械化放顶煤开采技术为主,随矿井开拓延伸,可采煤层的厚度正逐年变薄,适于综放开采的工作面越来越少。目前,可采煤层厚度大多在3~5m左右,且为不稳定厚煤层。采用综放工艺开采,会造成设备浪费、资源浪费等。因此有必要研究开发适合济宁三号煤矿煤层厚度变化情况的综采技术,以提高矿井经济效益,促进矿井长远发展。
本文针对济宁三号煤矿煤岩地质条件,结合国内外大采高综采工艺发展现状,运用对比分析法,提出了采用一次采全高综采技术。利用FLAC3D软件对综采工作面矿压显现规律进行数值模拟分析,预测工作面初次来压和周期来压步距等矿压显现特征;对工作面煤壁片帮进行数值模拟分析,指出综采工作面的极限割煤点,提出防治煤壁片帮的措施;根据模拟分析结果确定工作面液压支架的型号,为保障支护效果,提出针对液压支架结构调整的措施。运用数量化理论建立冲击地压危险性评价模型,对一面采空和两面采空条件下冲击地压危险性进行数值模拟分析,提出防治冲击地压的专门措施。结果表明,一次采全高综采适合济三煤矿3~5m不稳定厚煤层开采。
本研究可以为国内同类条件的矿井提供指导和借鉴。