[01253031]煤矿巷道围岩均压支护技术

我国煤矿开采集中体现集约化、大型化、机械化发展趋势，煤炭产量90%左右采用井工开采，巷道的围岩稳定性直接关系到矿井的安全生产和社会经济效益。

随着矿井开采深度、强度的增加，煤矿生产地质条件日趋复杂，深部高地应力、强烈采动影响以及大断面巷道等所占的比例越来越大，巷道围岩控制是煤矿开采中亟待解决的关键问题之一。

因此，项目从控制巷道围岩塑性破坏区形态的角度，探索改善围岩稳定性的应力状态的方法和手段，围绕复杂条件下大断面巷道快速掘进与支护基础理论、工艺技术等进行了多年攻关研究，形成巷道围岩均压调控支护技术，实现了大断面巷道快速及时有效支护，取得了如下创新性成果：

（1）发明了大型深部矿井三维巷道模型和实验室煤岩注浆加固模拟实验系统，获得了大断面煤岩巷安全高效掘进过程中顶板变形量与空顶距、空顶时间相互影响规律，创新了复杂条件下大断面煤岩巷强帮固底支护理念，建立了基于大断面巷道矿压动态监测的一体化支护优化设计方法，强调采用锚杆（索）、注浆等局部补强均压措施，形成了大断面煤岩巷强帮固底锚（索）均压支护技术。

（2）发明了巷道软弱围岩破坏区形成与扩展精密监测技术和高阻大变形弹簧锚索，实现了巷道围岩破坏区形成与扩展的精细化监测，高阻大变形弹簧锚索自由段设计了高阻弹性装置，具备大变形、不破断、持续提供高阻力维持围岩应力均压平衡的特性，加工方便，适应了巷道大变形的特点，构建了巷道软弱围岩大变形弹簧锚索均压支护技术。

（3）发明了软岩巷道分层次注浆强化加固技术，揭示了挠曲褶皱型底鼓发生机理，建立了等效开挖和低效加固区概念，获得了围岩全应力应变过程中渗透性规律，研制了底板专用钻机，开发了底板锚索束等加固材料，形成了深部软岩巷道底板加固成套技术。

（4）发明了新型高预应力锚索桁架结构，形成了大断面巷道新型锚索桁架的科学化控制系统；提出了深孔注浆层、锚杆索支护和浅孔注浆层、U型钢支架和混凝土浇筑层三层加固壳的巷道注锚支筑环形协同控制系统，解决了特大断面淋涌水巷道极难支护问题。

发明了井下灌注式钢管混凝土支架，建立了深井软岩巷道的承压环力学模型，建立了钢管混凝土塑性变形力学理论，研发了高承载能力灌注式钢管混凝土支架一体化承载支护结构，提出了深井软岩巷道钢管混凝土支架支护设计方法，形成了深井软岩巷道钢管混凝土支架的支护工艺技术体系。

项目研究有实质性创新，取得了原创性成果，丰富了传统支护理论，完善了大断面巷道支护技术与装备。

研究成果在山西晋城、霍州、汾西、大同等煤炭主产区进行了推广应用，取得了巨大的经济效益，促进了我国煤矿巷道施工科技进步，具有广阔的推广应用前景。