所属领域：煤矿开采
成果简介：
1.
成果的基本情况：
三软煤层巷道指底板软、煤层软和顶板软的巷道。三软煤层巷道变形大，一般需要多
次复修，严重影响工作面产量，增加开采成本，是煤矿巷道支护的技术难题。郑州矿区告
成煤矿受滑动构造带影响，煤层及顶底板异常破碎，严重制约安全生产，在三软煤层巷道
支护中具有代表性。我国大多数矿区存在三软煤层巷道支护问题，研究具有重要的理论意
义和广泛的应用价值。
“三软强变形煤层巷道支护理论研究与应用”针对郑州矿区滑动构造带影响下的典型
三软强变形煤层巷道支护难题，自
2010
年开始理论探索和实测研究，
2012
年正式立项，由郑州煤电股份有限公司和西安科技大学共同承担完成。
告成煤矿工业性试验表明，巷道顶底收缩率下降了
75%
，两帮的收缩率下降了
87%
，支
护效果显著。与过去采用的
U
型棚支护相比，节约巷道支护费用
4234.88
元
/
米，避免了巷道返修，实现增产约 6% 。近三年，研究成果在河南郑州矿区告成煤矿和芦沟煤矿，陕西神南矿区张家峁煤矿，陕西神府矿区三道沟煤矿推广应用，累计新增利润 31090.1 万元，取得巨大经济效益。
本项成果发表核心期刊论文
8
篇，申报发明专利
4
项（授权
3
项，实审
1
项），授权实用新型专利 2 项， 2013 年获陕西省职工发明创造金奖 1 项。本项成果经过河南省科技厅鉴定达到国际先进水平，有力促进了煤矿软岩巷道支护技术进步，分别获得 2016 年度郑煤集团公司科技进步一等奖， 2016 年度河南省煤炭科技成果一等奖。我国三软煤层分布广泛，研究成果具有广阔的推广应用前景。
2.
主要技术指标：
（
1
）实测掌握了三软强变形煤层巷道变形特征和规律，揭示了巷道围岩极限平衡圈的
发育形态。发明了“地层模拟实验用多介质耦合实验装置”和相似模拟材料，研发了“地
下工程物理相似模拟实验用锚杆测力计”。通过三软煤层巷道支护的物理模拟，揭示了巷
道围岩极限平衡圈的演化规律，为建立极限平衡圈理论奠定了基础。
（ 2 ）提出了三软煤层巷道极限平衡圈支护理论，确定了巷道“底板—两帮—顶板”支
护范围，提出了“治顶先治帮，治帮先治底”的巷道支护控制原则。
（ 3 ）发明了三软煤层巷道支护设计方法，提出了直墙拱带底板反拱的断面优化设计，
设计了全断面锚网索梯子梁支护方案，替代了传统的U型棚支护，节约了支护费用，取得了
良好的支护效果。
3.
应用范围：
“三软强变形煤层巷道支护理论研究与应用”成果属于矿山科学技术领域。
4.
市场需求及经济效益分析：
（
1
）市场需求及应用情况
本项成果在郑煤集团告成煤矿和芦沟煤矿、陕西神府三道沟煤矿、陕西神南张家峁煤
矿得到广泛应用，近三年来，四个矿井推广应用合计新增销售额
77458
万元，合计新增利润
122
123
31090
万元。
1
）告成煤矿应用本项成果，针对三软强变形巷道支护难题，在
21061
下付巷等巷道进
行锚网梁联合支护，近
3
年节约材料费
4234.88
万元，单进提高
10%
，掘进工效提高
38%
。
3年累计新增销售额 23929.8 万元，新增利润 5803.0 万元。
2
）芦沟煤矿长期受三软煤巷支护问题困扰，支护成本高，返修次数多。应用本项成果，
在东
21
下山煤柱面下付巷等煤巷应用，三年合计节省材料费
1292.7
万元。三年累计新增销售额 11834.0 万元，累计新增利润 2076.1 万元。
3
）三道沟煤矿属千万吨级特大型矿井，主采煤层含泥岩软夹矸，巷道片帮严重，需多
次返修。应用本项成果在矿井八、四和三盘区回采巷道进行支护实践，近三年累计新增销
售额
31768
万元，累计新增利润
18143.0
万元。
4
）张家峁煤矿
4-2
煤层含泥岩夹矸，巷道变形破坏严重。应用本项成果，加强两帮支
护，在
14204
、
14205
和
14206
回采巷道成功应用。近三年，节约巷道维护费用
375
万元，三年累计新增销售额 10199 万元，新增利润 5068 万元。
完成单位告成煤矿、芦沟煤矿在
2014
、
2015
、
2016
年合计新增销售额分别为
12254.9
万元、 10650.9 万元和 12585.4 万元；新增利润分别为 1706.7 万元、 1412.8 万元和 4759.6 万元。完成单位三年累计新增销售额 35491.2 万元，新增利润 7879.1 万元。
研究成果在陕西三道沟煤矿和张家峁煤矿推广应用，两个煤矿在
2014
、
2015
、
2016
年
合计新增销售额分别为
16666
万元、
2467
万元和
22834
万元；新增利润分别为
6950
万元、
831万元和 15430 万元。应用单位（三道沟煤矿和张家峁煤矿）三年累计新增销售额 41967 万元，三年累计新增利润 23211 万元。
（ 2 ）社会效益
1
）安全效益。应用锚网梁支护代替原来的
U
型棚式支护，大大简化了施工工艺流程，
消除了棚式支护所带来的操作不安全隐患，降低了吨煤成本，提高了支护单进和掘进工效，
减少了巷道维护造成的工作面停产。多年来，郑州矿区顶板事故很少，具有良好的社会效
益。
2
）技术进步效益。使用锚网梁支护，提高了工人的技术素养，通过进行实践和培训，
工人们熟练掌握了锚网梁支护施工的技术原理和施工要点，培养出了一批懂技术懂管理的
技术人才和素质过硬施工队伍，社会效益显著。
3
）社会稳定效益。三软强变形煤巷支护理论为确定合理巷道支护方案提供了依据，节
约了支护材料和成本；减少了巷道的维修率，降低了维修费用；改善了工作人员的劳动环
境，杜绝了超时劳动和超体力劳动的现象。在当前煤炭价格较低的情况下，降低成本，对
维护企业持续生产，保障就业人数，维护社会稳定，具有重要意义。
5.
合作方式：
合作开发 技术服务
6.
联系方式：
负责人姓名：黄庆享
电 话： 13088957981
E-mail
：
361923187@qq.com
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