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开云优惠体育网页版入口名称：一种高应力三软煤层沿空巷道帮底稳定性控制方法

开云优惠体育网页版入口完成单位：华亭煤业集团有限责任公司

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所属行业：采矿业

开云优惠体育网页版入口登记号：9622022Y1092

开云优惠体育网页版入口简介：

一、课题来源与背景
华亭煤业大柳煤矿有限公司回采巷道两帮煤体的节理裂隙高度发育，呈松软破碎特性，巷道顶底板岩层层理发育、稳定性差、岩石强度低，属“三软”煤层，工作面埋深大、构造应力复杂；加之受大采高综采工作面开采强度及采动影响，回采巷道在掘进、工作面回采过程中变形破坏严重，特别是巷道底板的底鼓变形剧烈，造成巷道掘进期间、采动过程中支护困难、需多次维护，严重影响施工进度和工作面生产；加之矿井地质条件特殊，没有经验可借鉴，在个别施工段巷道断面已不能满足工作面通风、行人和运输要求，给矿井安全和生产带来严重影响，因此开展“三软”煤层回采巷道支护技术研究迫在眉睫。
二、技术原理及性能指标
1.揭示了“围岩应力——应变曲线”的峰值应力是与之对应的“全应力——应变曲线”的长期强度值，是巷道围岩变形稳定后围岩中最大的应力值。
2.依据围岩的变形性质的差异性提出了围岩内外新型承载结构结构观点，为围岩稳定性关键控制点位置的确定奠定了理论基础。
3.给出了围岩变形分区的形成机理，并据此将围岩中的绝对弹性区和塑性硬化区合并为理想弹性区，同时将其设定为外承载结构。将软性软化区和破碎区合并为松动圈，同时将其设定为内承载结构。
4.给出了巷道围岩稳定性失稳机理与控制机理，给出了关键控制点的确定方法。
5.本理论应用转化后的冒落拱模型，同时结合4分区原理，利用解析法求出了较准确的实体煤侧帮部松动圈范围的解析解，为锚索长度参数的设计提供了坚实的依据。煤柱一侧锚杆索长度参数同实体煤侧取同样参数，但支护原理具有较大差别。
三、技术的创造性与先进性
1.提出了“三软”煤层沿空巷道窄煤柱侧向位移“让抗”相济窄煤柱稳定性控制原理及相应的水平锚索与煤柱协同控制侧向变形新技术。
2.提出了“封煤+稳定层”控制巷道稳定性原理及相应的“短锚索+双抗布+双层菱形网+长锚索”复合结构控制“三软”煤层沿空巷道窄煤柱稳定性新技术。
3.基于巷道围岩整体稳定性考虑，提出并成功实施了底角锚杆（注浆）与底角锚索（注浆）协同稳定巷帮与底板原理与技术。
4.在上述一系列创新性研究开云优惠体育网页版入口的基础之上，提出了简单易行、低成本有效控制围岩变形的预应力锚注一体化围岩稳定性控制新技术，并给出了锚注一体化变压注浆新工艺。
四、技术的成熟程度、适用范围和安全性
1.技术的成熟程度：达到技术成熟度9级，已投入生产使用，技术指标全部满足。
2.适用范围：适用于“三软”地质条件下的各类回采巷道支护。
3.安全性：能较好地控制围岩稳定性，相比传统锚网索支护巷道具有更高的安全性。
五、应用情况及存在问题
项目技术于华亭煤业大柳煤矿有限公司1406工作面回风顺槽640m-740m（与1405回采工作面采掘相遇前）、760m-860m（与1405回采工作面采掘相遇中）、880m-980m（与1405回采工作面采掘相遇后）三段应用，创造经济总效益：5341.032万元，具体情况如下：
1.支护成本及返修成本对应的经济效益：
依据现场工业性试验开云优惠体育网页版入口，本项目支护方案试验段自2021年12月25日成巷后4.5个月内仅在4月2日卧底一次，卧底深度680mm，这在“三软”巷道中是十分罕见的。4.5个月内帮顶始终保持完好，顶板仅有30mm的下沉，且监测数据表明各部分围岩正趋于稳定。而1405整条巷道平均卧底量4.05m、870煤柱平均刷扩量2.3m、挑顶范围75m。依据技术经济分析开云优惠体育网页版入口，本项目支护方案试验段支护材料及卧底一次成本总和较1405沿空巷道支护及返修成本总和共计减少8059.038元/m（22391.14-14332.1025），1406沿空巷道长度按照1833m计算，故因此而产生的经济效益：
0.8059038万元/m×1833m=1477.222万元
2.煤柱宽度减小产生的经济效益：
1405煤柱宽度11m，1406煤柱宽度8m，节约资源3m，1406工作面平均煤厚5.87m，工作面长度1833m，煤的平均容重1.33吨/m3，去除附带开采成本后的煤炭价格900元/吨，相比之下，因此而获得的直接经济效益：
1833m×3m×5.87m×1.33吨/m3×0.09万元/吨=3863.81万元。