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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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“煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术”专辑特邀主编致读者

作者(Author):

  • 康红普
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  深地资源开发是我国未来科技发展的重要方向,深部煤炭资源安全高效开采是煤炭行业必须攻克的关键技术。我国埋深1000m以下的煤炭资源非常丰富,主要分布在中东部地区。该地区的大部分煤矿已进入深部开采,最大开采深度超过1500m,带来一系列开采与岩层控制难题。为保证我国煤炭工业的可持续发展、国家能源安全及中东部经济发达地区的能源供给,千米深井煤炭资源安全高效开发势在必行。

  与浅部煤矿相比,千米深井最大的特点是地应力高、采动影响强烈。已有的地应力测量数据表明,有些千米深井的最大主应力超过40MPa,明显高于煤层和一些岩石的单轴抗压强度,致使围岩变形与破坏特征发生显著变化,突出表现为流变性、扩容性和冲击性。巷道开挖后即表现为变形大、持续时间长、稳定性差,受到工作面强烈采动影响后,围岩变形与破坏进一步加剧,甚至出现冒顶、冲击地压等灾害;采煤工作面矿压显现强烈,煤壁片帮、顶板冒落及支架损坏现象突出。适用于中浅部煤矿的开采与围岩控制技术不能解决千米深井难题。此外,智能开采是煤矿实现安全高效开采的有效途径,近年来该项技术在我国煤矿发展迅速,在一些中浅部或地质条件相对简单的矿井得到推广应用。然而,由于千米深井开采环境的特殊性,目前还没有适合高应力、强采动矿井的智能化开采技术。

  鉴于此,国家在“十三五”期间,将“煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术”列入国家重点研发计划项目,吸纳了10家我国煤矿围岩控制与智能开采领域一流的科研机构、高等院校和煤炭企业,形成了多学科、多层次的高水平产学研攻关团队。围绕千米深井围岩控制与智能开采,综合考虑巷道和采煤工作面相互影响,以合理加大工作面长度,实现生产集约化,降低掘进率、提高煤炭采出率为思路,以“应力场―围岩变形―围岩控制―开采与围岩控制的智能化―井下试验”为主线,系统研究4个关键科学问题:高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理;高应力、强采动巷道围岩支护—改性—卸压“三位一体”协同控制原理;千米深井超长工作面应力与覆岩结构演化机理;超长工作面多信息融合的智能开采模式,研发形成千米深井巷道围岩支护-改性-卸压“三位一体”协同控制及基于千米深井超长工作面矿压规律的智能开采技术体系。目前,项目研发时间已经过半,取得了一些阶段性研究成果,并在中煤新集口孜东煤矿进行了井下示范工程。

  《煤炭学报》第3期前16篇论文集中报道了“煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术”研究团队的阶段性研究成果,包括千米深井高应力强采动巷道围岩大变形理论、超长工作面采动应力演化规律、巷道围岩控制原理与技术、巷道围岩注浆改性材料、超长工作面岩层控制与智能开采技术等5个方面的内容,希望专题的刊出可为煤矿千米深井开采与围岩控制提供借鉴。

  在本专辑出版之际,衷心感谢行业有关专家学者在百忙之中对论文的认真评审。同时,感谢为项目提供技术指导和帮助的所有专家,及完成井下示范工程的技术人员和施工队伍。

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