[01090198]深部巷道“双壳”支护理论与关键技术研究

1.科学技术领域：属深部巷硐支护理论与控制技术领域，工程实践中发现的理论和技术问题。 2.立项背景：中国煤矿开采深度逐年增加，深部巷道控制问题日显突出，已成为亟待解决的技术难题，也是国内外采矿界研究的重点问题之一。深部巷道处于“三高一扰动”的复杂环境，围岩应力场复杂，表现出工程软岩特性，传统浅部巷道支护理论和技术不能适应深部巷道支护的要求。近十几年，该领域理论研究滞后工程实践。因此，深部巷道控制新理论和关键技术研究，具有重要的理论意义和应用价值。 3.项目主要技术内容及创新点：该课题成果是长期研究的积累和结晶。课题组多年来一直致力于深部巷道围岩控制方面的研究工作，先后承担了国家和河北省自然基金项目，完成了10余项校企合作项目，围绕深部巷道控制中的理论、机理、规律和关键技术开展研究和应用，取得了丰硕的研究成果。 (1)首次建立了深部巷道“双壳”支护体系，由“单壳”、“连续双壳”和“非连续双壳”组成。 (2)构建了深部巷道“双壳”支护力学模型，推演了应力、位移的理论计算公式，采用D-P准则对连续双壳模型进行了优化。 (3)进行了6组相似材料模拟实验，研究了双壳巷道围岩变形演化规律、分区破裂特征、壳体蠕变特性、壳体厚度的影响等。 (4)进行了20余组数值模拟研究，分析了“双壳”在不同围岩条件和壳体参数下的的载荷分布、应力-应变及变形破坏规律等。 (5)研发了“单壳”关键技术，应用在硐室群和围岩条件较好的巷道。 (6)研发了浅部锚杆低压注浆(支护壳体)+深部锚索高压注浆(加固壳体)“连续双壳”关键技术，在深部巷道和大断面硐室进行了工业性试验。 (7)研发了全断面U钢(支护壳体)+柔性垫板(柔性层)+锚杆锚索注浆(加固壳体)“非连续双壳”关键技术，在高应力全断面破坏大变形巷道进行了工业性试验。 (8)研发了底板浅孔注浆(浅部壳体)+深部锚索束高压注浆(深部壳体)“连续双壳”治理底鼓的关键技术，在高应力、受采动影响、底鼓严重的巷道进行了工业性试验。 (9)基于调研和“双壳”理论，结合工程实践，编制了中国首个深部巷道“双壳”支护分类优选表，可直接选用。 4.技术经济指标： (1)源于实际的理论和技术问题，理论与技术结合，具有理论和应用双重价值。(2)提出了深部巷道“双壳”支护新理论，研究了双壳支护机理，构建了力学模型，形成了理论体系。(3)基于“双壳”理论，研发了系列“双壳”支护关键技术，形成了支护技术体系。(4)编制了首个深部巷道双壳支护方案分类优选表。(5)解决了深部巷道围岩控制技术难题，提高了深部巷道支护技术水平。(6)技术经济效果显著，推广应用前景良好。 5.应用推广及效益：项目理论和关键技术在河北和山西10多个矿井进行了试验和推广应用，节支上亿元，经济和社会效益显著。