[00908251]复杂极不稳定煤层多工艺协调高效开采与配套保障技术

煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。努力建设集约、安全、高效、绿色的现代煤炭工业体系，切实维护国家能源安全，是“十三五”时期煤炭行业肩负的重大历史使命。长期以来，煤炭工业取得了长足进步，但发展过程中煤炭生产效率低，煤矿采煤机械化程度低，安全生产形势严峻，严重制约了中国煤炭工业的发展。因此，亟待对煤矿安全高效协调开采技术的研发，以满足中国煤炭行业快速发展的迫切需求。 在国家和企业的支持下，围绕南方煤矿开采中“采掘机械化开采难度大、巷道变形破坏严重、矿井通风困难”三大技术瓶颈，通过十余年的持续研究和“产学研用”攻关，攻克了复杂煤层多种开采工艺安全、高效、快速、协调等关键技术问题。主要技术创新如下： (1)发明了一种构造型复杂地质条件下综采-机采对拉工作面采煤方法，提出了工作面对拉开采最优错距准则，创新了多工艺集中协调开采作业模式，成功实现了复杂地质条件下区段无煤柱开采，提高了复杂地质条件下煤炭开采的机械化水平，提高了开采效率与安全性。 (2)提出了急倾斜煤层走向分段充填开采方法，自主研发了急倾斜煤层开采模拟实验平台，揭示了复杂极不稳定煤层开采矿压显现规律，创新了一种机械化开采与伪倾斜柔性掩护支架分段顺序走向长壁采煤的开采新技术，实现了复杂地质条件下不稳定煤层的安全、高效、快速、协调开采。 (3)揭示了采动压力作用下锚固结构损伤与围岩变形机制，提出了控制破碎顶板或大断面回采巷道围岩稳定性的支护技术，优化了预应力锚-网-索联合支护技术参数，解决了回采巷道围岩稳定和快速掘进的难题。 (4)提出了基于风压源效应叠加原则的复杂通风网络等效变换求解方法，研发了适应开采复杂煤层通风网络的角联网络风阻特性智能测试系统，提出了复杂矿井通风系统降阻和通风机稳定性优化方法，提高了矿井通风系统能力，保障了煤矿安全高效生产。 项目获得国家授权发明专利9项，实用新型专利5项，发表论文39篇。该研究成果被列入湖南省湘煤集团科技进步项目，并将大力实施推广。近三年在湖南黑金时代股份有限公司以及湖南华润煤业有限公司应用取得了显著的经济效益和社会效益，新增销售额壹亿捌仟多万元，新增利润捌仟贰佰多万元。该成果对于湖南省乃至全国的煤炭安全生产具有示范和带动作用，可引领湖南省煤炭行业科技进步。