所属领域:巷道支护

成果简介:

1.成果的基本情况

陕西彬长大佛寺矿业有限公司和西安科技大学合作，针对工作面顺槽在回采动压下巷道破坏严重的难题，运用综合监测手段，揭示了围岩松动圈范围分布规律以及巷道围岩破坏特征，并据此提出了巷道耦合支护技术，解决了巷道底鼓难题。并根据有关国家规范制定了《大佛寺煤矿顺槽锚杆支护技术规范》，以保证锚杆支护的质量。该成果经陕西省煤炭学会鉴定为国际先进水平，申请专利2项。该成果在陕西省彬长集团大佛寺煤矿的应用，取得了明显的社会经济效益。

2.主要技术特点

（1）考虑巷道开挖过程的动力作用过程，采用弹塑性力学理论给出了围岩松动圈理论计算模型，认为围岩的松动区包括破碎区和塑性软化区，前者取决于开挖卸载所产生的动力作用，而后者取决于围岩系统的静力作用，得到围岩松动圈形成机理，计算出了巷道围岩的理论松动范围。计算结果经过检验与实际相符。

（2）采用钻孔内窥仪观测围岩内部裂隙演化过程，采用顶板离层仪测量分析岩石移动规律，围岩表面位移计测定围岩表面位移，综合运用“钻孔内窥仪+顶板离层仪+围岩表面位移计”的手段将围岩内部裂隙发展规律、表面变形及顶板岩层移动规律综合分析，得到了顺槽的破坏特征。

（3） 根据研究得到的顺槽破坏特征，针对性地提出的顺槽“锁脚钢管+注浆+树根桩+卸压槽”底鼓综合治理技术理念先进，工程实践表明底鼓治理效果显著。该方法已经申报实用新型专利。该耦合支护方案将提高巷道支护结构强度与改善巷道应力环境相结合，进行顶板和两帮加强支护的同时，通过锁脚钢管对顺槽两帮深部围岩进行注浆加固，使得深部围岩裂隙发育处重新形成整体结构，即应用类似树根桩结构对围岩进行整体加固，在顺槽底板通过卸压槽进行应力向底板深部转移，有效控制了巷道底板的底鼓量。

（4）提出了基于有限差分法计算4号煤工作面之间的煤柱中间掘有黄泥灌浆巷道情况下煤柱宽度的计算方法，得到了修正的煤柱宽度计算公式。解决了传统的极限平衡法无法计算4号煤工作面之间的煤柱中间掘有黄泥灌浆巷道情况下的采区煤柱宽度的难题。

3.应用范围

该项成果应用于复杂条件下大采高综放工作面矿压显现规律及支护技术工程领域。

4.市场需求及经济效益分析

厚煤层综放工作面矿压显现规律及工作面顺槽受二次动压、深部应力、膨胀性泥岩三者共同作用导致变形过大、底鼓严重的问题对于一般性顺槽底鼓而言是世界性的技术难题。该成果提出了巷道“锁脚钢管+注浆+树根桩+卸压槽”底板耦合支护技术，在大佛寺煤矿4#煤的应用，取得了显著的社会经济效益。该成果在上述相似条件地区推广，应用前景广阔。

合作方式:合作开发  技术服务

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