深部沿空巷道围岩“卸让抗”协同控制关键技术

资源与环境

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多个多个煤矿推广应用实践表明，该项技术成果具有针对性强、实用性强、安全可靠。中国煤炭工业协会组织专家委员会鉴定认为，该项成果鉴定达到国际领先水平。

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、关键材料与装备、参数设计及优化等方面的全方位一体化支持。

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、强扩容流变围岩、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。

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。