所属领域：煤矿开采
成果简介
：
1.
成果的基本情况：
西安科技大学自
2011
年开始大倾角煤层长壁开采“关键层”转换与岩体结构变异致灾
理论研究，系列研究成果已经被应用于四川甘肃靖远、甘肃华亭煤业集团、新疆焦煤集团、
贵州六枝工矿集团等矿区综合机械化大采高或综合机械化放顶煤开采实践，取得了显著的
经济社会效益。项目获国家发明专利
4
项，实用新型专利
12
项，发表学术论文
17
篇，提
出的大倾角煤层开采岩层控制相关的理论技术观点已被同行认可。
2.
主要技术指标：
（
1
）研究发现大倾角煤层长壁开采工作面垮落矸石沿倾斜滑移充填，呈现下部充填压
实、中部完全充填、上部部分充填的分区特征，对覆岩形成非对称约束效应，导致工作面围
岩破断运移具有明显的时序性和不均衡性，并揭示了围岩应力场形成与演化机制。
（ 2 ）揭示了大倾角煤层长壁开采围岩应力拱壳范围内覆岩“关键层”区域迁移转化特
征，建立了“关键层”空间“拱壳”岩体结构模型，得出“关键层”岩体结构失稳模式主
要有工作面下部区域的压剪、拉伸共同作用的壳基复合失稳，工作面中部区域的壳肩剪切
失稳和工作面下部区域的壳顶拉伸失稳。
（ 3 ）建立了“关键层”倾向砌体结构与工作面支架相互作用模型，分析了大倾角煤层
长壁开采“关键层”岩体结构变异致灾机理。
（ 4 ）提出了工作面大范围岩层控制和非线性布置方法、支护系统工作阻力分区域控制
技术、“支架
-
围岩”系统完整性保障技术，指导研制了工作面成套装备，建立了工作面全
方位立体防护体系。
3.
应用范围：
该项成果应用于煤矿井工开采工程领域。
4.
市场需求及经济效益分析：
大倾角煤层是指埋藏倾角为
35°-55°
的煤层，约占我国煤炭探明储量的
15-20%
和产量
的
5-10%
，受特殊成煤环境控制，大倾角煤层
50%
以上为优质焦煤和无烟煤，是我国保护
性开采的稀缺煤种，提高该类煤层资源回收率是涉及国家能源安全的重大战略问题。大倾
角采场围岩中“关键层”的非确定性和“岩体结构”的“变异”是形成这类煤层开采岩层
运动异常复杂且难以控制的关键所在，研究大倾角煤层开采“关键层”转换机理与“岩体
结构”变异致灾机制等科学问题，对大倾角煤层安全高效开采具有重要意义。项目针对上
述问题展开研究，具有广阔的应用前景
。
项目成功解决了大倾角煤层走向长壁大采高综采技术、大倾角煤层走向长壁综采放顶
煤技术等在现场应用过程中岩层控制难题，实现工作面采出率
97.2%
，工效
9.2
吨
/
工，采
区回采率提高了
30%-40%
。以宁夏煤业集团枣泉煤矿大倾角综放工作面为例，项目成果应
用后实现新增产值
24.9
万元，新增利润
10.8
万元，新增税收
7.5
万元。
5.
合作方式：
（□技术转让
□技术入股
□专利权转让
合作开发
□技术服务
□双方协商
□其它 ）
6.
联系方式：
负责人姓名：伍永平
138
电 话： 13991880725
E-mail
：
wuyp@xust.edu.cn
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