项目名称：陕北中小煤矿浅埋煤层采煤方法与支护方式研究

项目名称：陕北中小煤矿浅埋煤层采煤方法与支护方式研究完成单位：西安科技大学、陕西省煤炭科学研究所完成人：邵小平、赵兵朝、张杰、张少春、高晓旭、丁自伟、石平五、张嘉凡、武军涛项目简介：本研究为应用基础研究类项目，属于矿山科学技术中的采矿工程学科，研究方向为矿山压力与岩层控制。项目主要针对陕北神木地区地方煤矿浅埋深坚硬顶板工作面开采中存在的采煤方法及支护形式落后、工作面采出率低、安全条件差的突出问题，研究悬移支架壁式一次采全高采煤方法在浅埋坚硬顶板条件下应用的可行性，最终提出适应于陕北神木地方煤矿的科学合理的采煤方法和支护工艺。项目研究的创新点如下：（1）设计了用于改变陕北落后的中小煤矿采煤方法与支护方式的模拟试验对比方法，开发了模拟专用高灵敏支架，一次同时填装两个对比试验工作面，采用正常回采与强制放顶两种对比开采方式，由此提高了实验的精度及可依托性。（2）通过模拟试验研究，揭示了强制放顶情况下支架的支护强度较正常回采情况下总体得到明显改善的显著特征，从而为矿压显现程度剧烈的浅埋煤层坚硬顶板工作面创新性地使用链悬拼梁式液压支架提供可能。（3）开发了适应于陕北浅埋中厚煤层开采的LXP型链悬拼梁式液压支架，其特点一是采用柔性件将工作面的所有支架连接成一个整体，避免了来压时的倒架问题；二是将顶梁分为大、小两个，采用以小支撑力护顶，以大支撑力切顶的技术，成功解决了“护”、“切”两难的问题；三是具有锁架功能和调架功能。（4）应用全部垮落法处理顶板的配以强制放顶措施的LXP型链悬拼梁式液压支架采煤方法，经现场工业性试验证明该类型支架对陕北浅埋中厚煤层坚硬顶板工作面具有良好的适应性，极大地提高了该类煤层开采的机械化水平和工作面采出率，改善了工作面顶板条件，说明陕北浅埋中厚煤层坚硬顶板工作面采用链悬拼梁式液压支架全部垮落法处理顶板的采煤方法可行，为后期采用以提高中小煤矿机械化水平为目标的机采采煤方法打下了坚实的基础。链悬拼梁式液压支架全部垮落法处理顶板的采煤方法在陕北浅埋深坚硬顶板中厚煤层的试验成功，改变了神木地区中小煤矿原有的采煤方法与支护方式，为整个陕北地区中小煤矿采煤方法及支护方式的改革做了有益的探索。项目研究成果最初在陕北神木县石岩沟煤矿和前梁镇办煤矿成功应用，产生了显著的经济效益，经陕西省煤炭协会鉴定达到国内领先水平。近5年来该开采技术与支护设备在石岩沟等煤矿现场实践中不断得到改进，被煤炭行业专家和现场工程技术人员所认可。同时，在本项目及后续研究中，项目组成员发表了一批具有独创性的论文，拥有授权专利，对于项目研究成果的应用与推广起到了良好的促进作用。主要知识产权：文章、专著（限15篇）序号论文专著名称刊名作者（所有）年卷页码（xx年xx卷xx页）发表时间通讯作者第一作者1浅埋煤层工作面矿压显现特征对比试验研究煤炭技术邵小平，石平五2010，29(6)：97～992010,06邵小平邵小平2纵横载荷作用下斜置矩形板的解析解西安科技大学学报张嘉凡,张惠梅,王贵荣2009，29（5）：570~5732009,09张嘉凡张嘉凡3ModelingandNumericalOptimalSimulationofCoalPillar’sFailureProcessonLongwallLeavingCoalPillarMiningAppliedMechanicalsandMaterials(EI收录)X.P.Shao,Y.C.Xia2011，9：285~2902011,09X.P.ShaoX.P.Shao4浅埋煤层顶板深孔预爆强制初放研究采矿与安全工程学报(EI收录)张杰2012，29（3）：339~3432011,05张杰张杰5浅埋煤层链悬拼梁式液压支架应用研究煤炭工程邵小平，史建君，石平五2013，45(9)：68~70.2013,09邵小平邵小平6ExperimentalStudyoftheEvolutionPatternofOverlyingFissureinAscendingMiningSystemThe3RDISRMYOUNGSCHOLARS’SYMPOSIUMONROCKMECHANICS(EI收录)X.P.Shao，W.H.Yang，X.Q.Yuchi2014，11，373~3782014，11邵小平邵小平7煤矿危险源多层递阶模型及风险评价西安科技大学学报高晓旭，张旭，董丁稳2015，35（2）：175~1802015，03高晓旭高晓旭8积水区下导水裂隙发育特征实验研究煤炭技术邵小平，尉迟小骞，杨文化，李鑫杰2015，34(3)：92~94.2015，03邵小平邵小平9采动及渗流作用下隔水土层破坏规律研究岩土力学(EI收录)张杰，杨涛，田云鵬，王斌2015，36（1）：219~224.2015，03张杰张杰10覆岩导水裂缝带高度与开采参数的关系研究采矿与安全工程学报(EI收录)赵兵朝,刘樟荣,同超,王春龙2015，32(4):634~6382015，04赵兵朝赵兵朝11ResearchonstressdistributionandfailuredepthofminingfloorduringthefirstweightingofmainroofOpenCivilEngineeringJournal.(EI收录)ZhaoBing-chao,LiuZhang-rong,TongChao2015,9：763~7672015,09ZhaoBing-chaoZhaoBing-chao12陕北保水区地方煤矿分层开采覆岩运移规律模拟研究煤炭技术邵小平，李鑫杰，武军涛，杨文化2015，34(6)：1～42015,06邵小平邵小平13条带开采煤柱长时效应分析及置换开采方式研究煤炭工程邵小平，丁自伟，尉迟小骞，张杰2015，47(8)：57～59.2015,08邵小平邵小平14榆神府覆岩协调沉降开采参数研究辽宁工程技术大学学报张杰，雷旭轮，杨涛，肖琦2015，34（6）：668-6712015,06张杰张杰15薄煤层开采覆岩运移模拟实验研究安全高效矿井建设与开采技术论文集张少春，邵小平2010，11：191~1952010,11张少春张少春专利、软著等：知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人专利有效状态1发明专利：一种水源地中小煤矿用保水采煤方法中国ZL201110370130.02013.081259230西安科技大学石平五，邵小平，刘洋有效2发明专利：一种长壁覆岩协调沉降保水采煤方法中国20141007041372015，071598180西安科技大学张杰.有效3实用型新型专利：组装式平面相似模拟实验