厚煤层协调全采沉陷控制技术及在村庄下采煤中的应用

我国煤矿“三下”压煤严重,滞压资源的回采与受护对象的保护存在矛盾,寻求解决资源高采出率与受护体安全问题的办法,是我国矿山开采沉陷研究长期以来的一个技术难题。针对条带开采资源采出率较低、充填开采成本较高、同步协调开采实施难度较大的问题,考虑煤矿主要地质采矿因素,基于开采沉陷基本规律、上下煤层重复开采影响规律和采区内多工作面的相邻开采影响规律,提出了村庄下厚煤层横向采宽控制、纵向分层采厚控制、开采顺序优化控制的联合协调控制技术思路和采区内工作面跳采、全采、分层开采3个阶段沉陷控制方法。为了提高技术应用效果,提出了开拓系统单翼布置和大采区、长工作面的优化设计方法。通过实测和理论分析,揭示了协调式跳采全采方法精准控制地表变形、改善村庄地表变形过程和分布状况的机理,得出了开采各阶段工作面优化设计参数。经过不同煤厚、不同采深条件的多个矿井20 a的应用研究,解放了大量滞压资源,实现了多个村庄下滞压资源的安全高效全采,采厚3.5~5.7 m、跳采宽度达305 m、年度出煤量达128万t/a,村庄煤柱采出率达到93.5%,避免了上千户村民的搬迁和异地耕作,创造了良好的经济和社会效益。