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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术

作者(Author):

  • 吴拥政
  • 付玉凯
  • 何杰
  • 陈金宇
  • 褚晓威
  • 孟宪志

作者单位:

  • 中煤科工开采研究院有限公司
  • 天地科技股份有限公司开采设计事业部
  • 煤炭科学研究总院开采研究分院
  • 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

关键词:

  • 冲击地压
  • 近场卸压
  • “四高”锚杆(索)
  • 三级防控
  • 深部巷道
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲击地压巷道围岩力学模型,分析了动、静叠加载荷、支护应力、围岩力学属性与莫尔圆间的相互作用关系,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理。通过对巷道围岩远、近场进行卸压,从动、静载荷角度降低巷道冲击能量和所受应力;利用高预应力、高强度、高延伸率及高冲击韧性“ 四高” 锚杆( 索) 主动支护,结合围岩结构重塑技术,提高巷道围岩自承载和抗冲击能力;结合钢棚、缓冲垫层及防护支架,通过高阻尼作用快速抑制巷道围岩的冲击震动。通过协调“卸压-支护-防护”3 种技术手段的时空关系,改变冲击地压巷道能量释放、传播及耗散形式。基于“卸压-支护-防护”协同防控原理,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控技术,开发了长、短孔分段水力压裂工艺,研发了配套的压裂机具和设备;研制了高冲击韧性锚杆(索) 系列支护材料,大幅度提高了支护材料的强度和韧性;提出了以钢棚、缓冲垫层及防护支架为一体的巷道复合防护结构,复合防护结构能有效吸收巷道围岩内的冲击动能,抑制围岩震动。研究成果在蒙陕和义马典型冲击地压矿井开展了工业性试验,“卸压-支护-防护”协同防控技术改变了厚层坚硬岩层冲击能量释放形式,有效抵御了高动、静叠加载荷,减小了巷道围岩整体冲击变形,控制了深部冲击地压巷道围岩稳定。

吴拥政,付玉凯,何杰,等.深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术[J].煤炭学报,2021,46(1):132-144. WU Yongzheng,FU Yukai,HE Jie,et al.Principle and technology of “pressure relief support protection”collaborative prevention and control in deep rock burst roadway[J].Journal of China Coal Society,2021,46(1):132-144.
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