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深部沿空巷道围岩“卸让抗”协同控制关键技术

发布时间:2021/05/08点击:

成果介绍:

针对深部沿空巷道围岩变形严重、控制困难问题,在深入揭示实体煤帮变形能驱动失稳力学机理基础上。提出了“巷旁-煤帮-顶板"系统失稳的能量判据,特别是从理论和技术层面解答了实体煤帮卸压与加固的矛盾问题,发明了与三种典型围岩类型相适应的巷旁支护技术与支护设计方法,形成了深部沿空巷道围岩“卸让抗”协同控制关键技术。经20多个煤矿推广应用实践表明,该项技术成果针对性强、实用性强、安全可靠,

技术创新点:

构建了“给定-限定”组合式沿空巷旁支护力学模型,发明了坚硬顶板、强扩容流变围者、中等稳定顶板三种典型条件下的巷旁支护技术与支护设计方法;获得了深部沿空巷道实体煤帮变形能积聚释放及驱动失稳力学机理,发明了分段扩孔卸压技术和锚杆-锚索支护效能最优化设计方法,实现了“卸-固” 协同控制的目标。

应用场景:

主要应用于煤矿无煤柱开采沿空巷道围岩控制,可为深部高应力,坚硬顶板等复杂条件下沿空巷道围岩控制提供理论、技术.关键材料和装备、参数设计及优化等方面的全方位一体化支持。

市场前景分析:

我国超过1000m埋深的煤炭储量约占已探明总量的51%。随着向深部开采转移,留煤柱开采不仅浪费资源,而且易造成应力集中并引起冲击地压等灾害,无煤柱开采技术可较好解决上述难题,但同时带来了沿空巷道围岩控制的新技术难题。本成果为深部沿空巷道围岩控制提供了成套解决方案,前景广阔。

目前应用状态:

已累计在京西、新汶,临沂和大同等矿区15个深部煤矿的160多条沿空巷道成功应用。应用本成果后,沿空巷道围岩变形和破坏得到有效控制,基本取消了区段煤柱的留设,多回收大量煤炭资源;消除了因留设区段煤柱产生高应力集中而引起的动力灾害事故,回采巷道安全性和稳定性显著提升,围岩冒顶等安全事故基本杜绝;同时工作面开采效率显著提高,煤炭产量增加。近三年,为煤矿企业新增销售额90.8亿多元,新增利税36.3亿多元。


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