《大斷面煤巷穩定機理及控制技術研究》是依託中國礦業大學，由柏建彪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大斷面煤巷穩定機理及控制技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：柏建彪
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大采高機械化開採技術具有生產效率及資源回收率高等優點，在圍岩條件較好的神東礦區得到了套用，條件較差的礦區也在試驗。大采高機械化開採需要的大斷面煤巷穩定機理與控制技術的研究處於起步階段，冒頂、片幫事故時有發生，成為制約該技術推廣套用的關鍵問題之一。本課題對大斷面煤巷穩定機理與控制技術開展研究，主要研究內容為：（1）建立掘進迎頭無支護大斷面煤巷頂板和兩幫彈塑-損傷力學模型，揭示迎頭無支護煤巷圍岩穩定機理，形成大斷面煤巷極限空頂距的確定方法，為防止迎頭無支護期間冒頂、片幫提供依據。（2）建立錨固體圍岩流變-損傷力學模型，分析錨桿、錨索支護的大斷面煤巷圍岩應力演化和變形破壞規律，揭示大斷面煤巷圍岩穩定機理，為開發大斷面煤巷圍岩控制技術提供依據。（3）研究以錨桿、錨索為基礎的支護技術對大斷面煤巷圍岩穩定的控制機理，為確定支護技術提供依據、為大采高機械化開採提供保障。
結題摘要
大采高機械化開採技術具有生產效率及資源回收率高等優點，在圍岩條件較好的神東礦區得到了套用，條件較差的礦區也在試驗。大采高機械化開採需要的大斷面煤巷穩定機理與控制技術的研究處於起步階段，冒頂、片幫事故時有發生，成為制約該技術推廣套用的關鍵問題之一。本課題對大斷面煤巷穩定機理與控制技術開展研究，取得如下研究成果： （1）建立掘進迎頭無支護大斷面煤巷頂板和兩幫彈塑-損傷力學模型，採用差分法分析了不同空頂距條件下大斷面煤巷頂板和兩幫的應力等值線分布形態，基於最大拉應力破壞準則，揭示了迎頭無支護圍岩穩定機理，提出了大循環進尺(大空頂距)條件下巷道圍岩穩定性判別方法。 （2）基於粘彈塑性理論，系統研究了應力水平、側壓係數、斷面尺寸、弱面等因素對大斷面煤巷錨固圍岩穩定性的影響規律，探討了圍岩破壞方式的轉變機制，給出了大斷面巷道錨固圍岩失穩的臨界條件，揭示了大斷面煤巷圍岩穩定機理。 （3）針對大斷面巷道圍岩的變形破壞特徵，通過分析錨桿支護對弱面的加固作用機理和錨桿預應力擴散規律，開發了弱面剪下位移峰值區斜拉錨索支護、拉破壞極不穩定區小間距高預應力錨桿支護以及弱面離層區層次錨桿支護的頂板“三區”關鍵部位加強支護技術。 （4）依據大斷面托頂煤巷道圍岩技術，針對王莊煤礦大斷面托頂煤巷道埋深為400m、巷道寬度為5.5m的生產地質條件，在王莊煤礦7105工作面運輸巷進行了工業性試驗，現場套用表明，“頂板三區關鍵部位加強支護、層次錨桿支護”的圍岩控制技術有效控制了圍岩變形，實現了圍岩及支護結構穩定。
