大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定性机理与控制关键技术研究.doc

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1、大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定性机理与控制关键技术研究1.项目名称：大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定性机理与控制关键技术研究2.项目简介：“大断面复合顶板切顶留巷围岩稳定机理与控制关键技术研究”项目属于煤矿开采技术领域的新课题，晋能集团晋城公司、盖州煤业与中国矿业大学（北京）合作，通过研究复合顶板条件下大断面巷道实施切顶卸压沿空留巷之后围岩稳定机理与控制技术，培养技术人才，锻炼职工队伍，降低生产成本，增强企业竞争力，提高资源回收率，提高企业经济效益，达到创新发展、安全发展、绿色发展的目的。项目通过对盖州煤业9号煤层顶底板工程地质条件研究，分析影响盖州煤业切顶成巷的地质因素和技术因素，掌握工程地质

2、特点；在实验室对岩石力学性质、围岩的微结构和成分、岩体强度进行测试，采取理论分析、相似模拟实验、数值模拟、现场观测等手段，对回采过程沿空巷道顶板岩层移动及围岩应力场分布特征研究。项目重点对切顶成巷的卸压机理进行研究，对复合顶板切顶留巷过程中顶板变形的时空作用机理提出耦合支护控制对策，对复合顶板切顶留巷动压控制技术及巷旁挡矸支护工艺和技术进行研究，分析恒阻锚索在大断面复合顶板条件下支护顶板的力学原理，得出合理的恒阻锚索支护设计方法，使复合顶板切顶留巷从安全方面有可靠保障。研究目标：通过对切顶留巷上覆岩层活动规律和支护技术进行理论研究，形成盖州煤业大断面复合顶板切顶卸压沿空留巷技术体系，完成切顶卸

3、压沿空留巷配套技术研究，同时验证研究结果的正确性及可靠性，以便在同类条件的煤层（或煤矿）进行推广使用。围绕切顶卸压这一核心环节，研发快速切缝钻进专用钻车，探索新型聚能爆破器材和爆破技术，做好现场工程质量管理和矿压观测，使盖州煤业切顶留巷工程成为“巷道断面最大、留巷效果最好、技术创新最多”的示范工程，全国有16个集团公司上百座煤矿到矿参观考察，使这项技术更加广泛的被推广应用。3.客观评价：该项目具有一定的创新性和实用性，具有较好的推广价值，成果整体达到国际先进水平。4.推广应用情况：项目成果成功应用于川煤芙蓉集团、准格尔荣祥煤焦化公司、晋煤集团、乡宁焦煤集团、沁源沁新集团等矿井。5.主要知识产权

4、目录：授权项目名称知识产权类别国别申请号授权号一种沿空留巷切缝及锚索钻车实用新型专利中国ZL201820168077.3CN208089223U工作面切顶卸压方法发明专利中国2013101931097ZL201310193109.7聚能管定向装置及应用其的聚能管、爆破装置和安装方法锚索限压预警装置发明专利中国2013101929909ZL201310192990.9实用新型专利中国2013101926722ZL201310192672.21.主要完成人情况：姓名性别年龄职称职务专业承担任务曹明辉男48政工师工商管理提出项目总体方案张国锋男37副教授岩土工程设计实施方案与研究曹春鹏男52高工采矿

5、工程项目实施技术总负责和直接管理赵东亮男56高工采矿工程现场实施总负责李文男53高工采矿工程实施方案审核总负责和指导茹海丰男49工程师矿井地质现场技术指导和协调赵卫平男38副教授结构工程力学实验及理论研究刘寄婷男25研究生岩土工程力学实验及数值计算张文龙男27研究生岩土工程方案设计，编写研究报告常爱萍女25研究生岩土工程数值实验2.主要完成单位及创新推广贡献：山西煤炭运销集团晋城有限公司：作为主体企业，在项目开展和实施过程中，起到决策、支持和指导作用。在项目调研、设计、施工、验收和资金方面起主导作用。中国矿业大学（北京）：作为合作单位，承担方案设计、理论分析、相似模拟实验、数值模拟、技术指导等

6、任务，进行围岩稳定性机理与控制的研究，揭示了复合顶板大断面巷道切顶留巷顶板控制原理，提出顶板楔形恒阻连续梁动态分区恒阻让压协同支护技术，提出技术上合理、安全上可靠、操作性强的恒阻锚索支护设计。在施工过程中起到指导、帮助和监督作用，现场施工遇到特殊情况，给予技术指导，提供可靠的施工方案和技术措施。山西煤炭运销集团科学盖州煤业有限公司：是项目实施单位，所有工程的现场操作、矿压观测、数据分析、优化参数等主要由实施单位完成。自主组织恒阻锚索和切顶卸压施工队伍，完成架后临时支护和挡矸支护的支回，负责巷道维护和使用，负责材料、工具、设备的购置，负责《作业规程》、《操作规程》《安全技术措施》的编制、审核、贯

7、彻和执行；在施工过程中首家研发了挡矸柱防倒装置，首家将小直径D型聚能管应用于煤矿切顶卸压沿空留巷，使切顶卸压效果有了实质性的突破，研发了新型液压切顶钻车，提高了施工效率，降低了成巷成本；实施过程中，技术管理团队和施工管理人员善于发现、善于分析、善于总结，将这项新技术融入了很多“盖州元素”，使其在盖州有突破性发展，将切顶卸压沿空留巷做成了全国示范工程；先后有16个企业集团上百座煤矿到矿参观考察，并且