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科技项目建议书项目名称：强矿压松软破碎煤层中受采动影响下掘进巷道的维护技术研究承担单位：华亭煤业集团有限责任公司山寨煤矿起止年月：2011年01至2011年11月项目负责人：王利利联系电话：项目研究意义和国内外概况、水平和发展趋势特厚煤层综放开采已经成为我国广泛采用的主要采煤方法之一，这种采煤方法具有生产系统简单、巷道掘进率低、生产效率高、吨煤成本低等优点。但是这种采煤方法开采引起覆岩破坏强度大、地表沉陷破坏严重，给“三下”开采（建筑物、水体、铁路下开采）带来了一定的困难。华亭矿区地质采矿条件特殊：煤层厚度大、覆岩结构复杂、地表地形复杂；地面村庄分布较多、地表北河穿越整个矿区，村庄下、河流下压覆煤炭资源储量巨大，严重制约着矿井的安全正常生产和矿区的可持续发展。1、煤层开采引起覆岩冒落带和裂隙带（简称冒裂带）分布形态和发育高度是水体下能否安全开采的重要判据之一，综放开采覆岩冒落带和裂隙带高度的研究在国内外进行的观测研究很少，尤其像陈家沟煤矿20多米的煤层采用分层放顶煤开采引起的覆岩冒裂带高度的观测研究属于空白。特厚煤层分层放顶煤开采覆岩冒裂带观测研究是华亭矿区北汭河下特厚煤层开采的关键技术，也是水体下开采的安全保障。2、根据对已采工作面地表裂缝调查，陈家沟煤矿地表裂缝的表现形式就是大裂缝，大台阶，变形不连续，地表下沉有突然性，地表扒缝深度与以往常规开采有很大差异。掌握地表扒缝深度是确定河下采煤安全煤岩柱高度的重要数据组成部分。3、华亭矿区煤层上覆岩层的典型特征是上第三系软岩覆盖层相当厚，岩移规律有其特殊性，以前因受采煤方法的限制，这方面的研究成果很少。通过地表移动观测站的实测资料可以掌握地表移动盆地的范围、形状、大小、特征以及各种角值参数（边界角、移动角、裂缝角、最大下沉角、充分采动角、起动距、超前距、超前影响角、滞后距、滞后角等）；还可求出利用概率积分法进行预计时所需的主要参数下沉系数q，拐点偏移距s，主要影响角正切tg，影响传播系数，水平移动系数b等。因此，该课题研究具有重大的科学研究价值，研究成果的应用将产生巨大的经济效益和社会效益。二项目主要研究内容、关键技术、技术线路方案项目研究的主要内容：1、理论分析、模拟计算和借鉴国内外一些经验，预计防水安全煤岩柱高度，提出防治水各项工程措施，指导工作面试验性回采。2、冒落带和导水裂隙带高度实测及方法的研究。3、地表扒缝深度探测及方法的研究。4、特殊地质采矿条件下，地表移动和变形观测站的建立方法及观测方法。5、地质采矿条件与地表移动和变形的关系，减少地表变形措施。6、特厚煤层分层综放开采覆岩移动和破坏特点及河堤破坏特点和治理措施。项目研究的关键技术：特厚煤层分层综放开采覆岩移动和破坏规律有别于常规的“三带”特征理论依据；研究可靠易行的探测方法，实测导水裂隙带在采动过程中的最大发育高度和形态；采用综合物探方法对又深又大的地表扒缝深度准确探测技术研究；综合分析确定保护层的厚度，进而给出河下工作面安全煤岩柱高度的计算公式，为判断后续河下工作面是否能安全回采提供技术支撑和依据。项目研究的技术路线：试验方案的初步设计各项防治水措施的落实地表移动和变形观测站的建立地表扒缝深度探测回采过程中的冒裂带高度观测地表观测站的各项观测工作 回采和观测资料整理分析研究成果报告。 三主要技术指标与经济指标通过该项目的实施可进行河下煤炭的安全开采，最大程度地减少资源损失。1、解放河下压煤工作面6个，经济效益巨大。2、通过观测站观测，可提供本矿区岩移参数。3、可获得冒裂带高度和分布形态实测数据。4、可获得地表扒缝深度实测值。5、制定出有效的河道破坏治理措施。四预期主要成果形式及水平1、可提供本矿区岩移参数。2、可获得冒裂带高度实测数据。3、可获得地表扒缝深度探测数据。4、制定出有效的河道破坏治理措施。5、可实现河下工作面压煤完全开采，不留煤柱，提高该矿的煤炭资源利用率，延长该矿三采区服务年限。以目前的市场煤价计算，其经济收益将达到4到5亿元；同时对类似水体下开采具有推广应用价值。6、研究成果可指导矿井水体下安全开采，判断水体下开采对井下生产的影响。7、通过地表移动观测成果，为矿区水体下、建筑物下安全开采提供理论依据。总之，项目研究成果将填补国内外在特厚煤层分层放顶煤条件下覆岩破坏规律，导水裂缝带高度动态探测方法，很深的地表扒缝深度探测方法的空白，解决华亭矿区北汭河下特厚煤层开采的关键技术问题。可达到国际领先水平。五项目实施进度计划，阶段目标与完成时间1、2007年912月，项目调研、论证；2、2008年13月，完成方案设计工作；3、2008年4-5月，完成地表移动和变形观测站设立；4、2008年72012年7月，完成各项防治水工程，完成回采，完成主要岩移观测任务，完成冒裂带高度探测，完成地表扒缝深度探测，及项目规定的其他各项任务；5、2012年9-12月，进行项目总结，并申请鉴定。六推广应用前景目前国内外在特厚煤层综放“三下”采煤技术方面仍然处于进一步探索阶段，尤其是特厚煤层综放水体下采煤的合理的安全开采条件仍然是一项亟待解决的课题。所以，该项目如能成功实施，在特厚煤层综放水体下开采领域具有重要的推广价值。七项目研究人员名单姓名工作单位职称职务承担内容负责人刘远康陈家沟煤矿高工矿长项 目 参 加 人 员丁隆端陈家沟煤矿高工党委书记李广成陈家沟煤矿高工副矿长技术负责许 强陈家沟煤矿高工副矿长王羧淮陈家沟煤矿高工副矿长齐俊德陈家沟煤矿高工副矿长杨锦海陈家沟煤矿工程师科长周兆锋陈家沟煤矿工程师副科长李尚志陈家沟煤矿工程师副主任李学军陈家沟煤矿工程师主任郭镇军陈家沟煤矿工程副科长张 涛涛陈家沟煤矿助工苟小川陈家沟煤矿助工王晶晶陈家沟煤矿助工余学义西安科技大学博士教授技术负责王永申煤炭科学研究总院唐山研究院研究员主任技术负责姜 升煤炭科学研究总院唐山研究院研究员八经费预算和用途经费预算投入经费预算支出科目预算数（万元）科目金额（万元）备 注来源预算合计187经费支出187省科技三项经费1、人员费64国家