深部高瓦斯低渗透性煤层协同开采关键技术研究 论文

为解决深部煤层高瓦斯含量、低渗透率、上覆岩层赋存不稳定等复杂条件保护层开采的典型工程技术难题，基于平顶山矿区地质条件，研发了深部“复杂条件保护层开采方法→煤矸井下分选→瓦斯立体抽采→被保护层混采→瓦斯地面发电”集成的“采选抽充用”协同开采技术。提出了“采选抽充用”协同开采技术的需求与现实意义，揭示了在复杂条件下保护层开采的技术方法与基本原理，建立了井下重介浅槽煤矸分选系统，实现了煤流矸石分选；在原生产系统的基础上，研发了充填垮落协同式开采方法，并设计了固体充填与传统综采混合开采工作面，实现了煤炭开采与分选矸石井下回填，同时建立瓦斯立体抽采及地面瓦斯发电系统，实现了被保护层瓦斯安全卸压抽采及清洁利用。将“采选抽充用”协同开采技术在平顶山矿区十二矿己14-己15煤层进行了工程实践，实践结果表明：宽度150 m的复杂条件保护层工作面月推进度达120 m，井下分选系统入选能力达400万t/a，充填与垮落式工作面长达220 m，生产能力达300万t/a，矸石全部井下就地处理。协同开采技术在十二矿自2015年应用以来，共解放煤炭资源588.0万t，安全回采煤炭资源381.5万t，抽采瓦斯9 087