[01811228]复杂高应力泥岩顶板巷道围岩差异化协同支护技术

随着优越煤层开采的逐步枯竭，复杂煤层开采走进人们视野，复杂高应力厚顶软岩回采巷道以变形量大、难以得到有效控制而制约了此类煤层的开采。该课题针对厚顶软岩回采巷道两帮整体移动、顶板破碎下沉量大的整体收缩变形控制难题，采用现场实测、室内力学试验、理论分析与数值计算等方法，较为系统地研究了厚顶软岩回采巷道围岩控制关键技术与实现方法，为高应力厚泥岩回采巷道围岩控制提供了参考。 1、技术内容： (1)复杂高应力泥岩回采巷道围岩变形特征及失稳机制。采用现场实测与理论分析方法进行，主要包括：复杂高应力泥岩回采巷道围岩变形破坏特征实测；复杂高应力泥岩回采巷道围岩变形破坏影响因素分析；复杂高应力泥岩回采巷道围岩失稳模式。 (2)复杂高应力泥岩回采巷道优化布置及断面参数确定。采用理论分析与数值计算方法进行，主要包括：不同布置位置条件下回采巷道围岩应力分布与变形特征；不同断面尺寸条件下回采巷道围岩变形破坏特征；合理复杂高应力泥岩回采巷道断面(宽度)尺寸确定。 (3)复杂高应力泥岩回采巷道围岩稳定性力学模型构建。依据力学试验、理论分析与数值计算结果，采用理论分析方法进行，主要包括：复杂高应力泥岩回采巷道顶板冒落拱形态分布与不同巷道顶板(平顶或斜顶)冒落拱计算方法确定；非均匀应力环境下巷道支护强度与围岩塑性区分布关系模型构建。 (4)复杂高应力泥岩回采巷道围岩控制机理与支护技术。依据现场实测、力学试验、理论分析与数值计算结果，采用理论分析方法进行，主要包括：复杂高应力泥岩回采巷道围岩(再造承层)稳定性控制对策；不同支护参数对复杂高应力泥岩回采巷道围岩稳定性的影响；提出复杂高应力泥岩回采巷道围岩稳定性控制差异化支护技术。 (5)复杂高应力泥岩回采巷道围岩稳定性控制实现方法。采用理论分析与现场工业性试验的方法开展研究，提出复杂高应力泥岩巷道围岩控制的实现方法与技术途径，主要包括：不同地质与工程条件下复杂高应力泥岩回采巷道围岩控制参数分析；确定合理的复杂高应力泥岩回采巷道围岩控制实现方法；不同地段复杂高应力泥岩回采巷道围岩控制监测方法。 2、授权专利情况：该项目研究共授权专利6项，均与项目研究内容密切相关，其中4项发明专利，涉及到大变形巷道围岩控制方法与巷道快速掘进技术等，2项实用新型专利，涉及到矿山巷道围岩控制设备材料与实验相似模拟实验装备。 3、技术经济指标： (1)巷道断面收缩率进一步减小，断面收缩率小于20%。 (2)节约了巷道支护成本，促进了回采巷道的快速掘进。 (3)有效地控制三软煤层回采巷道围岩变形，回采巷道在服务期内能够满足正常使用要求。