近日，中國煤科開采研究院主持完成的“陽泉礦區(qū)巷道頂板水力壓裂巖層控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”和“大采高工作面沿墻掘巷與水力卸壓無煤柱留巷技術(shù)研究”2項科技成果，在中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的科技成果鑒定會上，均被鑒定為國際領(lǐng)先水平。
陽泉礦區(qū)巷道頂板水力壓裂巖層控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用
針對陽泉礦區(qū)復(fù)雜困難巷道控制難題，本項目在地質(zhì)力學(xué)參數(shù)評估基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了不同類型巷道圍巖變形機理，針對性提出頂板水力壓裂巖層控制方案，項目的成功應(yīng)用對提升陽泉礦區(qū)復(fù)雜巷道圍巖控制技術(shù)的進步具有重要意義。
主要創(chuàng)新成果包括：
揭示了陽泉礦區(qū)復(fù)雜巷道水力壓裂卸壓機理，確定了不同類型巷道卸壓鉆孔布置與壓裂參數(shù)，實現(xiàn)頂板定向預(yù)裂與軟化，有效控制了巷道圍巖應(yīng)力集中和變形破壞。
發(fā)明了獨立加壓和卸載的新型水力壓裂封孔裝置，確定了不同條件下封隔器的移動阻力參數(shù)；研發(fā)了鉆孔與高壓水射流一體化的切縫裝置，提高了巷道頂板切縫深度和效率。
分析了陽泉礦區(qū)煤礦頂板巖性、巷道類型、煤柱尺寸等因素對巷道水力卸壓效果的影響，提出了沿空留巷、二次留巷、沿空掘巷、采區(qū)大巷等巷道水力壓裂卸壓控頂技術(shù)，確定了頂板巖層水力壓裂卸壓適用條件和范圍。
項目研究成果在陽泉礦區(qū)一礦、新景礦、景福礦等多個礦井得到成功推廣應(yīng)用。
水力壓裂控制巖層頂板示意圖
動壓巷道卸壓原理示意圖
水力壓裂卸壓井下工業(yè)性試驗
大采高工作面沿墻掘巷與水力卸壓無煤柱留巷技術(shù)研究
針對小煤柱沿空掘巷以及沿空留巷技術(shù)在陽泉礦區(qū)應(yīng)用的局限性，研發(fā)了5.5m大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無煤柱開采技術(shù)體系，為陽泉礦區(qū)無煤柱開采提供了新的技術(shù)手段，顯著提高了煤炭資源回收率，經(jīng)濟效益顯著。
主要創(chuàng)新成果包括：
研究分析了大采高工作面留墻掘巷全周期巷旁充填墻體受力及圍巖變形破壞特征，確定了沿空掘巷柔?；炷翂w的構(gòu)筑參數(shù)，提出了柔?；炷翂w的優(yōu)化配比材料。
研究確定了原巖應(yīng)力、圍巖物理力學(xué)特性及圍巖結(jié)構(gòu)等特征，揭示了水力壓裂卸壓改善墻體受力及巷道圍巖應(yīng)力分布的作用機制，開發(fā)了大采高工作面水力卸壓巖層控制技術(shù)。
研發(fā)了5.5m大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無煤柱開采巷道支護、施工工藝、水力卸壓成套技術(shù)，形成了包括機理分析、材料配比、技術(shù)方案、施工工藝、效果監(jiān)測、評價反饋的大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無煤柱開采技術(shù)體系。
項目研究成果在寺家莊煤礦得到成功應(yīng)用，回收煤柱約26萬噸，創(chuàng)造經(jīng)濟效益上億元。
沿墻掘巷示意圖
基于水力壓裂卸壓的沿空留墻井下效果圖
來源：中國煤炭科工集團
