煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究-.ppt

煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究立项背景及总体思路顶板及煤与瓦斯突出占煤矿各类事故死亡人数65%，为事故之首，西南三省更严重
其中60%以上的顶板和煤与瓦斯突出事故发生在工作面顺槽，是最大安全威胁
工作面顺槽布置方式分为：常规留煤柱开采和传统无煤柱沿空留巷开采长壁留煤柱开采方法一、立项背景及研究思路一、立项背景及研究思路其它10%长壁无煤柱开采方法一、立项背景及研究思路切顶卸压沿空成巷设计研究1、主动切顶卸压沿空成巷机理及力学模型研究
建立切顶卸压沿空成巷力学、物理、数值模拟实验模型，研究切顶卸压沿空成巷过
程中的变形失稳规律，以及采矿参数等工程条件的影响规律，找出主控参数，构建
力学模型试验系统，揭示主动切顶卸压沿空成巷机理。

2、主动切顶卸压沿空成巷试验测试平台研发
构建切顶卸压沿空成巷试验物理力学模型系统，解决主动切顶卸压沿空成巷模拟及
工业设计参数优化难题；研究建立沿空成巷过程中的T-P耦合瓦斯突出与解析模拟
实验装置、围岩吸水软化试验装置，解决室内实验设备问题。

3、双向聚能爆破主动切顶装置及技术研发
开发适用煤矿的新型双向聚能爆破装置，及双向聚能爆破预裂顶板技术，解决既能
主动切顶，又尽可能减少因爆破对沿空巷道围岩破坏的技术难题。
4、新型恒阻大变形锚杆索支护材料及技术研发
开发适用沿空巷道变形规律的新型锚杆索支护材料，及与之配套的测试平台。解决
现有支护材料难以适应沿空巷道变形，岩层断裂扰动造成的支护技术难题。

5、矿压远程实时监测及预警系统的研发
开发沿空巷道矿压在线实时监测及预警系统，解决常规人工观测不能及时掌握矿压
显现规律和改变支护的技术难题。

6、主动切顶卸压沿空成巷工艺的研发
研究并建立主动切顶卸压沿空成巷的系统工艺，解决理论技术的工业应用问题。其它10%切顶卸压沿空成巷力学模型图5—7天三、关键技术及创新点三、关键技术及创新点煤岩T-P耦合瓦斯解析运移特性实验装置三、关键技术及创新点3、研发了沿空切顶双向聚能爆破装置及技术：发明了适用于煤矿切顶的双向聚能爆破装置，研发了沿空切顶双向聚能控制爆破技术，解决了沿空巷道顶板预裂爆破时对围岩破坏的技术难题。沿空切顶成巷井下聚能爆破切缝预裂后切落块体恒阻锚杆索静力测试平台监测参数：采集锚索荷载、顶板离层量、矿压5—7天切顶卸压成巷无煤柱开采示意图工作面机巷后方切顶成巷断面图第二工作面风巷前方二次复用断面图2、试验区沿空成巷每米造价465.78元，仅为原传统方法(每米造价3075元)的15%，相比节约85%，即2609元/米，共节约120万元。
3、与常规留煤柱开采相比：①.少掘一条460米的巷道及矸石运输排放，节约182万元。②.多回收10米宽的煤柱资源10626吨，增加产值441.6万元。③.节约防突工程费312.8万元。④节约巷道施工时间3个月，使第二个工作面提前3个月开采，多出煤86742t，直接效益867万。共计1803.4万元。
4、安全威胁大幅降低，社会效益显著。采用沿空成巷后，消除了常规留煤柱开采顺槽巷道施工存在的煤与瓦斯突出等安全威胁。采用Y型通风和底板网格强力抽采瓦斯技术，瓦斯威胁大幅降低。由于采用超前作业，避免了传统沿空留巷需大量人员搬运材料设备，进入沿空留巷段长时间高强度施工作业的安全风险，安全威胁和职工劳动强度大幅降低，采煤生产效率提高15%左右。取消了传统高水充填护巷材料，减少了环境污染和能源消耗。四、主要技术经济指标及知识产权公开发表学术论文3篇经国家一级查新机构，煤炭技术信息研究院科技查新中心查新，结论为:国内外未见与煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究相同内容的报道。针对常规留煤柱开采和传统沿空留巷无煤柱开采的技术理论难点，建立了主动切顶卸压沿空成巷无煤柱开采理论。变被动支护留巷为主动切顶卸压成巷，变害为利，解决了无煤柱安全高效经济开采世界难题，为煤矿安全高效生产提供了重要的技术支撑，具有很好的示范和带动作用。由于理论先进，可操作和实用性强，安全威胁小，成本低，劳动生产效率高等优势。能较好的促进煤炭企业大规模推广应用，并提升中国煤炭行业开采的技术装备水平。由于拥有相关自主知识产权，且降低了环境污染和能耗，可提高在国际煤炭开采技术上的合作水平和竞争力。

该项目开发的恒阻锚索、聚能爆破、远程矿压实时监测预警技术，均可单独应用到煤矿和其它矿山、遂道工程等，可提高安全度和工程质量，降低工程成本，应用前景广阔。
1、在白皎煤矿应用：①.2010年在试验区沿空成巷460米。②.2011年在第二个工作面实现无煤柱开采，并对第三个工作面实现切顶成巷520米。每米效益为2.3万元。
芙蓉矿区每年需沿留巷无煤柱开采4600米，则可取得经济效益1.058亿元。若每年对全国国有重点煤矿按10%进行推广，则年可多回收煤炭