人造连续/非连续弱面弱化坚硬顶板机理与关键技术

研发起止时间：2019.02～2020.06

完成单位：晋能控股煤业集团有限公司、中国矿业大学

成果水平：国际领先

1 立项背景

随着目前煤炭资源的开采不断走向深地，为保证下阶段回采巷道的稳定性，往往采取增加护巷煤柱的宽度的手段，而这会造成大量煤炭资源的浪费。本课题针对塔山煤矿在坚硬厚分层顶板岩层条件下，为保证回采巷道在重复强动压扰动下的稳定性，并避免增加护巷煤柱宽度，通过揭示动压扰动小煤柱护巷条件下“实体煤帮—顶板岩梁—屈服煤柱”的链式承载结构失稳机理，提出并实践了“顶板预裂—帮顶协支”围岩控制理论与关键技术，为晋能控股集团推进煤矿巷道围岩控制技术改革，保障了深部强动压巷道稳定性，并对我国中西部矿区煤炭资源保护意义重大。本项目综合运用了采矿工程、弹塑性力学、矿山岩体力学等学科理论与技术，采用现场实测、理论分析、数值计算和工业性试验相结合的方法，系统研究了“人造连续/非连续弱面弱化坚硬顶板机理与关键技术”理论、成套装备及其关键技术。

2 研究内容

针对以上工程实际，原同煤集团联合中国矿业大学科研团队，展开技术攻关，以塔山煤矿三盘区西翼2311 巷与2312 巷为工程背景，采用理论研究、实验室试验、数值计算和现场工业性试验相结合的研究方法，对坚硬顶板条件下链臂锯切缝、密集钻孔切顶等不同切顶预裂技术切顶卸压留巷的覆岩破断规律、矿压作用及岩层结……