中厚煤层综采工作面地质适应性与配套规律决策研究
摘要：本文通过数值模拟研究特殊工程地质条件时大采高工作面煤层采厚与导水裂隙带高度的内在关系，并对模拟结果进行对比分析，得出大采高工作面顶板导水裂隙带高度发育的一些规律。为研究中厚煤层大采高综采工作面的采动覆岩活动规律，并对所设计液压支架的适应性进行评价，分析了大采高工作面的上覆岩层关键层结构效应，并进行了上覆岩层破坏特征数值模拟，揭示了大采高工作面顶板的可控性，为顶板控制提供依据。
关键词：中厚煤层；顶板；导水裂隙带高度；数值模拟
目录
1绪 论 2
1.1 研究目的和意义 2
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1国外技术研究现状 3
1.2.2国内技术研究现状 4
2. 中厚煤层综采工作面地址条件适应性研究与特征参数提取 4
2.1拟采取的技术路线 6
3. 中厚煤层一次采全高的开采条件 7
3.1 某矿区中厚煤层覆存概况 7
3.2 大采高综采工作面地质条件 8
3.3大采高综采 13
4 一次采全高采动覆岩结构特征分析 17
4.1 上覆岩层关键层结构效应分析 17
4.2 老顶关键层来压步距的理论计算确定 23
4.3 上覆岩层垮落特征分析——RFPA2D模拟 25
5 主要结论 31
参考文献 32
1绪 论
1.1 研究目的和意义
我国国民经济的快速发展，导致能源紧张问题日益突出。我国是一个富煤贫油的国家，据专家预测，到2030年，煤炭在我国能源构成中的比重仍将占到70%左右。伴随着能源需求的不断扩大，煤炭资源的大规模开采依然在所难免。然而，煤炭作为不可再生能源，如何将其经济效益和社会效益相结合起来，以实现国民经济的可持续发展和社会的和谐发展，已成为我国国民经济发展的焦点。
中厚煤层是指煤地下开采时厚度1.3m～3.5m的煤层露天开采时厚度3.5m～10m的煤层。我国的中厚煤层赋存地域广阔，目前已探明的煤炭地质储量10000多亿t，而中厚煤层储量占45%左右，中厚煤层产量约占总产量的40%～50%，中厚煤层的合理开采对我国煤炭行业的生产和经济发展有举足轻重的影响。特别是各矿区在投产初期，从提高经济效益出发，优先开采中厚煤层和中厚煤层，造成生产接续和资源平衡开采之间的矛盾日益突出，中厚煤层的开采越来越突出，中厚煤层的开采速度和采出率已成为制约企业发展的一大难题，是一个亟待解决的问题。
辽宁某煤矿集团公司下属的各矿也同样存在着上述矛盾。中厚煤层约占公司总产量的1/5左右。因而，近长期来看，中厚煤层的回采效率及回收率将是制约枣庄矿业集团公司稳定发展的主要问题之一。辽宁某煤矿集团公司将中厚煤层一次全高开采作为重要课题来研究，积极寻找一种适合于中厚煤层开采的高产高效采煤工艺，在中厚煤层中实现安全、高产、高效生产。此研究将提升我国中厚煤层机械化开采程度和中厚煤层回收率，为辽宁某煤矿集团近长期稳定发展从技术等方面提供有力的保证。
辽宁某煤矿集团公司选择3上405中厚煤层工作面做为试验基地。该中厚煤层综采工作面的实验成功，为中厚煤层一次采全高并实现稳产高产奠定了坚实的基础，为同类条件矿井逐步完善回采工艺，提高安全生产水平和中厚煤层资源回收率进行了有益的探索。
1.2 国内外研究现状
近年来，国内外中厚煤层的开采技术方面得到了长足的发展，取得了许多可喜的成果和经验。
1.2.1国外技术研究现状
国外长壁工作面从一般综采发展到当今的高产高效综采约经历了15a,这一发展过程表明,由于综采设备不断更新换代,采用重型化、强力化、自动化和机电一体化的设备,走生产集中的途径,才使工作面的单产和工效大幅度提高。广泛采用大功率高效能重型成套机电设备，采煤机总功率在1000kW以上,最高已达2285kW,采高已达5m,大修周期2～3a,可采煤量400～600万t；工作面刮板输送机功率已达2250kW,槽宽1200mm,最大输送能力4000t/h,过煤量600万t以上；液压支架普遍采用电液阀控制和高压大流量供液系统,架型向两柱掩护式方向发展,最大工作阻力已达9800kN,移架速度已达6～8s/架。
