深部沿空巷道圍巖“卸讓抗”協同控制關鍵技術

資源與環境

針對深部沿空巷道圍巖變形嚴重、控制困難問題，在深入揭示實體煤幫變形能驅動失穩力學機理基礎上，提出了“巷旁－煤幫－頂板”系統失穩的能量判據，特別是從理論和技術層面解答了實體煤幫卸壓與加固的矛盾問題，發明了與三種典型圍巖類型相適應的巷旁支護技術與支護設計方法，形成了深部沿空巷道圍巖“卸讓抗”協同控制關鍵技術。經20多個多個煤礦推廣應用實踐表明，該項技術成果具有針對性強、實用性強、安全可靠。中國煤炭工業協會組織專家委員會鑒定認為，該項成果鑒定達到國際領先水平。

主要應用于煤礦無煤柱開采沿空巷道圍巖控制，可為深部高應力、堅硬頂板等復雜條件下沿空巷道圍巖控制提供理論、技術、關鍵材料與裝備、參數設計及優化等方面的全方位一體化支持。

構建了“給定-限定”組合式沿空巷旁支護力學模型，發明了堅硬頂板、強擴容流變圍巖、中等穩定頂板三種典型條件下的巷旁支護技術與支護設計方法；獲得了深部沿空巷道實體煤幫變形能積聚釋放及驅動失穩力學機理，發明了分段擴孔卸壓技術和錨桿-錨索支護效能最優化設計方法，實現了“卸-固”協同控制的目標。

我國超過1000m埋深的煤炭儲量約占已探明總量的51%。隨著向深部開采轉移，留煤柱開采不僅浪費資源，而且易造成應力集中并引起沖擊地壓等災害，無煤柱開采技術可較好解決上述難題，但同時帶來了沿空巷道圍巖控制的新技術難題。本成果為深部沿空巷道圍巖控制提供了成套解決方案，前景廣闊。