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超千米矿井110工法冲击地压防治关键技术研究与应用

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成果主要完成人

蒋凌强、王绪奎、王均双、于海锋、李 林、宗琳琳、张晓华、姬国良、宋 超、韩振国、刘 浩

项目概况

本项目从力学理论、建模分析以及现场试验出发,以切断诱发工程灾害的应力源为突破点,对超千米矿井110工法冲击地压防治关键技术开展深入、系统的研究。取得科研成果包括:(1)建立了千米深井切顶成巷高位岩梁和低位切顶短臂梁力学模型,分析了高位岩梁与低位切顶短臂梁稳定性影响因素,得到了冒落岩体碎胀系数和抗压强度对切顶成巷围岩稳定性的影响机制,明确了切顶成巷顶板变形下沉与各影响因素之间的互馈关系,丰富和完善了“切顶短臂梁”理论;(2)基于平衡开采理论(图3),针对千米深冲击地压矿井切顶成巷无煤柱开采,明确了切顶卸压碎胀充填防冲机理,研制了碎石帮相似装置进行碎石帮矸石压缩模拟试验,呈现了切顶卸压自成巷碎石帮采空区下矸石实际受力状态,为切顶卸压碎胀充填防冲提供试验支撑;(3)研发形成了超千米矿井110工法冲击地压防治关键技术,包括巷道顶板控制、挡矸护帮支护关键技术及配套装备等,明确NPR恒阻锚索和顶板定向聚能爆破在碎胀防冲过程中的核心作用。提出了“采前NPR恒阻锚索主动让压支护+采前定向预裂控制顶板位态+采后高强临时控顶支护”三阶段千米深井切顶成巷一体化围岩控制对策。