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深部综采(综放)面端头顶板稳定性原理及围岩控制技术

发布时间:2020年09月25日 08:49点击:

应用领域:煤矿围岩支护。

成果简介:本成果提出了深部综采(综放)端头顶板稳定性原理、沿空巷道围岩控制原理及技术,包括:(1)综采面侧向端头附近围岩的“外三层内两圈”结构力学模型,即基本顶、上位直接项、 下位直接顶形成的外三层结构,锚索锚固围岩、锚杆锚固煤层形成的内两圈结构,分析内外结构及相互之间的关系,形成了综放面沿空巷道稳定性控制原理;(2)改进了组合梁理论,考虑锚杆间排距及锚杆锚索锚固力因素,为顶板支护参数优化提供理论支持,建立了巷道锚杆、锚索参数计算的公式,实现支护设计的量化;(3)研发了高强高预应力锚杆锚索联合支护技术,研发了新型的锚杆和钢带,在锚杆支护的基础上,顶板采用单锚索布置方式,实体煤帮采用长锚索,小煤柱帮实施短锚索加固,实现了深部综采(综放)大断面沿空巷道稳定,避免了顶板事故和巷帮严重变形现象;(4)建立了信息化动态化巷道施工系统,将巷道支护分为临时支护、及时支护及滞后支护,确定了各级支护参数、时间和滞后距离;(5)提出了深部综采(综放)沿空巷道围岩控制的五个协调原理。本成果确保了巷道使用安全,满足了深部开采的通风要求,提高了煤炭资源回收率,避免了采空区自燃,保障了综放安全生产。

经济效益与应用前景分析:该技术获批了国家发明专利5项,出版专著1部,发表文章30余篇。该项成果已经在兖矿集团东滩煤矿进行了试验和应用,沿空巷道围岩变形得到有效控制,支护效果好,保证了安全高效生产。据统计,近三年东滩矿应用本项技术后新增产值8.9亿元,新增利税4. 1亿元,经济效益显著。该技术有利保障了井下安全与生产,可为兖州矿区乃至全国煤矿的综放端头及沿空巷道支护提供技术支持,具有很强的示范性,推广应用前景广阔。