煤礦切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采關(guān)鍵技術(shù)研究

1、煤礦切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采煤礦切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)研究四 川 芙 蓉 集 團(tuán) 實(shí) 業(yè) 有 限 責(zé) 任 公 司四 川 芙 蓉 集 團(tuán) 實(shí) 業(yè) 有 限 責(zé) 任 公 司中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué) （ 北 京 ）山 東 科 大 中 天 電 子 有 限 公 司山 東 科 大 中 天 電 子 有 限 公 司立項(xiàng)背景及總體思路立項(xiàng)背景及總體思路1 匯報(bào)內(nèi)容主要研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容2關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)3技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)4推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步的作用推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步的作用5應(yīng)用推廣和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益應(yīng)用推廣和經(jīng)濟(jì)社會(huì)

2、效益6 頂板及煤與瓦斯突出占煤礦各類事故死亡人數(shù)頂板及煤與瓦斯突出占煤礦各類事故死亡人數(shù)65%，為事故之首，西南三省更嚴(yán)重，為事故之首，西南三省更嚴(yán)重 其中其中60%以上的頂板和煤與瓦斯突出事故發(fā)生在工作面順槽，是最大安全威脅以上的頂板和煤與瓦斯突出事故發(fā)生在工作面順槽，是最大安全威脅 工作面順槽布置方式分為：常規(guī)留煤柱開采和傳統(tǒng)無(wú)煤柱沿空留巷開采工作面順槽布置方式分為：常規(guī)留煤柱開采和傳統(tǒng)無(wú)煤柱沿空留巷開采其它其它10%一、立項(xiàng)背景及研究思路1、立項(xiàng)背景、立項(xiàng)背景西南地區(qū)最為嚴(yán)重西南地區(qū)最為嚴(yán)重2009年全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)比例圖年全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)比例圖 2006-2008年部分省區(qū)煤礦

3、年平均頂板事故年部分省區(qū)煤礦年平均頂板事故長(zhǎng)壁留煤柱開采方法長(zhǎng)壁留煤柱開采方法一、立項(xiàng)背景及研究思路采空區(qū)采空區(qū)第一工作面第一工作面第二工作面第二工作面下順槽下順槽上順槽上順槽上順槽上順槽下順槽下順槽第二工作面第二工作面 常規(guī)留煤柱開采：常規(guī)留煤柱開采：我國(guó)煤礦我國(guó)煤礦90%為長(zhǎng)壁開采，常規(guī)留煤柱開采巖層斷裂移動(dòng)引起力學(xué)為長(zhǎng)壁開采，常規(guī)留煤柱開采巖層斷裂移動(dòng)引起力學(xué)疊加和擾動(dòng)，破壞頂板和形成集中應(yīng)力，是造成冒頂、瓦斯突出、火災(zāi)等自然災(zāi)害加劇的疊加和擾動(dòng)，破壞頂板和形成集中應(yīng)力，是造成冒頂、瓦斯突出、火災(zāi)等自然災(zāi)害加劇的根本力學(xué)因素。且由于順槽煤柱的存在，將多丟煤炭根本力學(xué)因素。且由于順槽煤柱的

4、存在，將多丟煤炭8%，多掘順槽巷道，多掘順槽巷道50%。 留設(shè)煤柱留設(shè)煤柱回采煤層回采煤層一、立項(xiàng)背景及研究思路第二工作面第二工作面第一步：第一個(gè)工作面上下順槽施工第一步：第一個(gè)工作面上下順槽施工第一工作面第一工作面下順槽下順槽上順槽上順槽原始煤層及應(yīng)力分布原始煤層及應(yīng)力分布一、立項(xiàng)背景及研究思路第二工作面第二工作面第一工作面回采第一工作面回采下順槽下順槽上順槽上順槽第二步：第一個(gè)工作面回采及頂板垮落第二步：第一個(gè)工作面回采及頂板垮落采空區(qū)矸石采空區(qū)矸石第二工作面第二工作面第二工作面第二工作面其它其它10%三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)頂板自然垮落模型頂板自然垮落模型頂板自然垮落應(yīng)力雙峰模型頂板自然垮落

5、應(yīng)力雙峰模型運(yùn)輸運(yùn)輸3.7% 長(zhǎng)壁無(wú)煤柱開采方法長(zhǎng)壁無(wú)煤柱開采方法一、立項(xiàng)背景及研究思路采空區(qū)采空區(qū)第一工作面第一工作面第二工作面第二工作面下順槽下順槽上順槽上順槽上順槽上順槽下順槽下順槽 傳統(tǒng)無(wú)煤柱沿空留巷開采：傳統(tǒng)無(wú)煤柱沿空留巷開采：上世紀(jì)上世紀(jì)60年代，以德國(guó)、英國(guó)為主開始研究，從強(qiáng)支護(hù)到薄年代，以德國(guó)、英國(guó)為主開始研究，從強(qiáng)支護(hù)到薄煤皮及巷旁充填，均為剛性被動(dòng)支護(hù)，存在：護(hù)巷安全可行性差、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生煤皮及巷旁充填，均為剛性被動(dòng)支護(hù)，存在：護(hù)巷安全可行性差、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。近年中國(guó)對(duì)煤炭的強(qiáng)烈需求，促進(jìn)了無(wú)煤柱開采技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了高水產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。近

6、年中國(guó)對(duì)煤炭的強(qiáng)烈需求，促進(jìn)了無(wú)煤柱開采技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了高水材料及其輸送泵，仍難以滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要。導(dǎo)致無(wú)煤柱安全高效經(jīng)濟(jì)開采這一世界性技術(shù)材料及其輸送泵，仍難以滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要。導(dǎo)致無(wú)煤柱安全高效經(jīng)濟(jì)開采這一世界性技術(shù)難題，至今尚未攻克。難題，至今尚未攻克。 回采煤層回采煤層一、立項(xiàng)背景及研究思路傳統(tǒng)留巷方法及順槽施工傳統(tǒng)留巷方法及順槽施工采空區(qū)矸石采空區(qū)矸石第二工作面第二工作面留煤柱掘巷留煤柱掘巷外應(yīng)力場(chǎng)掘巷外應(yīng)力場(chǎng)掘巷原始應(yīng)力場(chǎng)掘巷原始應(yīng)力場(chǎng)掘巷第二工作面第二工作面小煤柱掘巷小煤柱掘巷采空區(qū)矸石采空區(qū)矸石第二工作面第二工作面沿空留巷沿空留巷巷旁充填巷旁充填第二工作面第二工作面切頂卸壓沿

7、空成巷設(shè)計(jì)研究切頂卸壓沿空成巷設(shè)計(jì)研究工業(yè)應(yīng)用研究工業(yè)應(yīng)用研究遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警中心控預(yù)警中心恒阻錨桿靜恒阻錨桿靜力測(cè)試系統(tǒng)力測(cè)試系統(tǒng)巖石水理作用巖石水理作用測(cè) 試 系 統(tǒng)測(cè) 試 系 統(tǒng)T-PT-P耦合瓦斯運(yùn)耦合瓦斯運(yùn)移 測(cè) 試 系 統(tǒng)移 測(cè) 試 系 統(tǒng)恒阻錨桿動(dòng)恒阻錨桿動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)力測(cè)試系統(tǒng)成巷力學(xué)模成巷力學(xué)模型 試 驗(yàn) 臺(tái)型 試 驗(yàn) 臺(tái)恒阻錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計(jì)恒阻錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計(jì)聚能爆破切縫設(shè)計(jì)聚能爆破切縫設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)配套關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)配套關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)恒阻讓壓支護(hù)技術(shù)恒阻讓壓支護(hù)技術(shù)爆破切縫技術(shù)爆破切縫技

8、術(shù)治災(zāi)技術(shù)措施治災(zāi)技術(shù)措施切頂卸壓沿空成巷理論研究切頂卸壓沿空成巷理論研究數(shù) 學(xué) 力 學(xué)數(shù) 學(xué) 力 學(xué)理 論 模 型理 論 模 型采場(chǎng)應(yīng)力分采場(chǎng)應(yīng)力分布特征布特征數(shù)值計(jì)算力數(shù)值計(jì)算力學(xué)模型學(xué)模型切 頂 支 護(hù)切 頂 支 護(hù)阻 力 確 定阻 力 確 定礦壓遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)礦壓遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)2、研究思路：、研究思路：為有效防范安全事故和提高煤炭資源回收，從而提出了本課題。為有效防范安全事故和提高煤炭資源回收，從而提出了本課題。建立主動(dòng)切頂建立主動(dòng)切頂卸壓成巷無(wú)煤柱開采新技術(shù)理論。卸壓成巷無(wú)煤柱開采新技術(shù)理論。項(xiàng)目總體研究技術(shù)路線圖項(xiàng)目總體研究技術(shù)路線圖一、立項(xiàng)背景及研究思路1、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷機(jī)理及

9、力學(xué)模型研究、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷機(jī)理及力學(xué)模型研究 建立切頂卸壓沿空成巷力學(xué)、物理、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，研究切頂卸壓沿空成巷過(guò)建立切頂卸壓沿空成巷力學(xué)、物理、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停芯壳许斝秹貉乜粘上镞^(guò) 程中的變形失穩(wěn)規(guī)律，以及采礦參數(shù)等工程條件的影響規(guī)律，找出主控參數(shù)，構(gòu)建程中的變形失穩(wěn)規(guī)律，以及采礦參數(shù)等工程條件的影響規(guī)律，找出主控參數(shù)，構(gòu)建 力學(xué)模型試驗(yàn)系統(tǒng)，揭示主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷機(jī)理。力學(xué)模型試驗(yàn)系統(tǒng)，揭示主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷機(jī)理。2、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)研發(fā)、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)研發(fā) 構(gòu)建切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)物理力學(xué)模型系統(tǒng)，解決主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷模擬及構(gòu)建切

10、頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)物理力學(xué)模型系統(tǒng)，解決主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷模擬及 工業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化難題；研究建立沿空成巷過(guò)程中的工業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化難題；研究建立沿空成巷過(guò)程中的T-P耦合瓦斯突出與解析模擬耦合瓦斯突出與解析模擬 實(shí)驗(yàn)裝置、圍巖吸水軟化試驗(yàn)裝置，解決室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)裝置、圍巖吸水軟化試驗(yàn)裝置，解決室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備問(wèn)題。3、雙向聚能爆破主動(dòng)切頂裝置及技術(shù)研發(fā)、雙向聚能爆破主動(dòng)切頂裝置及技術(shù)研發(fā) 開發(fā)適用煤礦的新型雙向聚能爆破裝置，及雙向聚能爆破預(yù)裂頂板技術(shù)，解決既能開發(fā)適用煤礦的新型雙向聚能爆破裝置，及雙向聚能爆破預(yù)裂頂板技術(shù)，解決既能 主動(dòng)切頂，又盡可能減少因爆破對(duì)沿空巷道圍巖破壞的技術(shù)難題。

11、主動(dòng)切頂，又盡可能減少因爆破對(duì)沿空巷道圍巖破壞的技術(shù)難題。二、主要研究?jī)?nèi)容4、新型恒阻大變形錨桿索支護(hù)材料及技術(shù)研發(fā)、新型恒阻大變形錨桿索支護(hù)材料及技術(shù)研發(fā) 開發(fā)適用沿空巷道變形規(guī)律的新型錨桿索支護(hù)材料，及與之配套的測(cè)試平臺(tái)。解決開發(fā)適用沿空巷道變形規(guī)律的新型錨桿索支護(hù)材料，及與之配套的測(cè)試平臺(tái)。解決 現(xiàn)有支護(hù)材料難以適應(yīng)沿空巷道變形，巖層斷裂擾動(dòng)造成的支護(hù)技術(shù)難題。現(xiàn)有支護(hù)材料難以適應(yīng)沿空巷道變形，巖層斷裂擾動(dòng)造成的支護(hù)技術(shù)難題。5、礦壓遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā)、礦壓遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā) 開發(fā)沿空巷道礦壓在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，解決常規(guī)人工觀測(cè)不能及時(shí)掌握礦壓開發(fā)沿空巷道礦壓在線

12、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，解決常規(guī)人工觀測(cè)不能及時(shí)掌握礦壓 顯現(xiàn)規(guī)律和改變支護(hù)的技術(shù)難題。顯現(xiàn)規(guī)律和改變支護(hù)的技術(shù)難題。6、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷工藝的研發(fā)、主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷工藝的研發(fā) 研究并建立主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷的系統(tǒng)工藝，解決理論技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用問(wèn)題。研究并建立主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷的系統(tǒng)工藝，解決理論技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用問(wèn)題。二、主要研究?jī)?nèi)容 1、建立了主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷新技術(shù)理論、建立了主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷新技術(shù)理論 切頂卸壓沿空成巷切頂卸壓沿空成巷預(yù)裂高度卸壓效應(yīng)預(yù)裂高度卸壓效應(yīng)三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)（a a）預(yù)裂高度）預(yù)裂高度2m2m最大主應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力場(chǎng) （b b）預(yù)裂高度）預(yù)裂高度4m4

13、m最大主應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力場(chǎng)（c c）預(yù)裂高度）預(yù)裂高度6m6m最大主應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力場(chǎng) （d d）預(yù)裂高度）預(yù)裂高度8m8m最大主應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力場(chǎng)其它其它10%三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)頂板自然垮落模型頂板自然垮落模型頂板自然垮落應(yīng)力雙峰模型頂板自然垮落應(yīng)力雙峰模型運(yùn)輸運(yùn)輸3.7%需切頂沿空成巷位置需切頂沿空成巷位置切頂卸壓沿空成巷力學(xué)模型圖切頂卸壓沿空成巷力學(xué)模型圖三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)上順槽下順槽底底板板煤煤層層直直接接頂頂老老頂頂57 天天30 天以上天以上三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)巷旁支護(hù)體巷道煤體qsinNBPqyNAcdATAMBqcosTBeMLTBNCTCCx0q cos00預(yù)裂切縫預(yù)裂切

14、縫切頂卸壓沿空成巷數(shù)學(xué)力學(xué)模型切頂卸壓沿空成巷數(shù)學(xué)力學(xué)模型恒阻錨索恒阻錨索三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)沿空切頂模型沿空切頂模型沿空切頂成巷應(yīng)力雙峰模型沿空切頂成巷應(yīng)力雙峰模型巷旁單體支柱巷旁單體支柱切落成巷幫切落成巷幫 恒阻錨索恒阻錨索三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)沿空切頂支護(hù)阻力：沿空切頂支護(hù)阻力：20001( cos)()( sincos )()2qLCPMqlNxcdqqxcd 57 天天00000()()/()22xCByhdTSMxx dxxc 000002 tanexptantanxyCPCAMA其中：其中：000000tanlnP2 tantanxCkrhM AxCA20210010217mmLb

15、blxcdLb21cos22LCCChMTSqlNl sin2CCLqThS 煤巖煤巖T-P耦合瓦斯解析運(yùn)移特性實(shí)驗(yàn)裝置耦合瓦斯解析運(yùn)移特性實(shí)驗(yàn)裝置 2、研發(fā)了主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)、研發(fā)了主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái) 三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)TP耦合氣化耦合氣化效應(yīng)實(shí)驗(yàn)主機(jī)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)主機(jī)出氣管口出氣管口高靈敏度高靈敏度微壓傳感器微壓傳感器高靈敏度流量計(jì)量?jī)x高靈敏度流量計(jì)量?jī)x放氣口放氣口氣相色譜分氣相色譜分析儀析儀 K2 K1三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)切頂成巷物理力學(xué)模型試驗(yàn)裝置切頂成巷物理力學(xué)模型試驗(yàn)裝置 切頂成巷圍巖水理測(cè)試試驗(yàn)裝置切頂成巷圍巖水理測(cè)試試驗(yàn)裝置 模擬了不同煤巖參數(shù)條件下，

16、最佳的主動(dòng)切頂卸壓成巷技術(shù)指標(biāo)和操作模擬了不同煤巖參數(shù)條件下，最佳的主動(dòng)切頂卸壓成巷技術(shù)指標(biāo)和操作工藝，提高了成巷的安全可行性。工藝，提高了成巷的安全可行性。 3、研發(fā)了沿空切頂雙向聚能爆破裝置及技術(shù)：、研發(fā)了沿空切頂雙向聚能爆破裝置及技術(shù)：發(fā)明了適用于煤礦切頂?shù)碾p發(fā)明了適用于煤礦切頂?shù)碾p向聚能爆破裝置，研發(fā)了沿空切頂雙向聚能控制爆破技術(shù)，解決了沿空巷道頂板預(yù)裂爆破向聚能爆破裝置，研發(fā)了沿空切頂雙向聚能控制爆破技術(shù)，解決了沿空巷道頂板預(yù)裂爆破時(shí)對(duì)圍巖破壞的技術(shù)難題。時(shí)對(duì)圍巖破壞的技術(shù)難題。 三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 灰?guī)r聚能爆破效果灰?guī)r聚能爆破效果花崗巖聚能爆破效果花崗巖聚能爆破效果沿空切頂成巷井

17、下聚能爆破切縫預(yù)裂后切落塊體沿空切頂成巷井下聚能爆破切縫預(yù)裂后切落塊體三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 4、研發(fā)了恒阻大變形錨索（桿）新型支護(hù)材料及技術(shù)、研發(fā)了恒阻大變形錨索（桿）新型支護(hù)材料及技術(shù) 三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)v 傳統(tǒng)錨桿（索）存在問(wèn)題：傳統(tǒng)錨桿（索）存在問(wèn)題：延伸量低延伸量低(80mm) (80mm) ，無(wú)法適應(yīng)沿空巷道大變形及沖，無(wú)法適應(yīng)沿空巷道大變形及沖擊大變形，過(guò)早破斷失去承載力擊大變形，過(guò)早破斷失去承載力v 適合于切頂卸壓沿空成巷的支護(hù)材料適合于切頂卸壓沿空成巷的支護(hù)材料恒阻大變形錨索恒阻大變形錨索( (桿桿) ) 恒阻力達(dá)到恒阻力達(dá)到120120130KN 130KN 延伸量達(dá)到延伸

18、量達(dá)到0.30.30.65m0.65m 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)9820.5J9820.5J沖擊能量，沖擊沖擊能量，沖擊5 5次，錨索伸長(zhǎng)量達(dá)次，錨索伸長(zhǎng)量達(dá)1.0 1.0 1.2m1.2m 仍能保持有效支護(hù)仍能保持有效支護(hù), ,可以充分適應(yīng)沿空巷道大變形及沖擊大變形對(duì)延伸可以充分適應(yīng)沿空巷道大變形及沖擊大變形對(duì)延伸量的要求，處于領(lǐng)先水平。量的要求，處于領(lǐng)先水平。恒阻大變形裝置恒阻大變形裝置錨索桿體錨索桿體錨索托盤錨索托盤恒阻大變形錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖恒阻大變形錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖 恒阻錨桿索靜力測(cè)試平臺(tái)恒阻錨桿索靜力測(cè)試平臺(tái)恒阻錨桿索沖擊動(dòng)力測(cè)試平臺(tái)恒阻錨桿索沖擊動(dòng)力測(cè)試平臺(tái)控制臺(tái)控制臺(tái)主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)三、關(guān)鍵

19、技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 5、研發(fā)了礦壓遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)、研發(fā)了礦壓遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 就地儲(chǔ)存就地儲(chǔ)存 發(fā)送到遠(yuǎn)程工作室發(fā)送到遠(yuǎn)程工作室(礦井、北京試驗(yàn)室礦井、北京試驗(yàn)室) 自動(dòng)實(shí)時(shí)分析判斷自動(dòng)實(shí)時(shí)分析判斷 隱患預(yù)警隱患預(yù)警 管理、現(xiàn)場(chǎng)、試驗(yàn)室管理、現(xiàn)場(chǎng)、試驗(yàn)室 采取措施防止事故采取措施防止事故北京試驗(yàn)室監(jiān)測(cè)中心北京試驗(yàn)室監(jiān)測(cè)中心白皎煤礦監(jiān)測(cè)中心白皎煤礦監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè)參數(shù)：監(jiān)測(cè)參數(shù)：采集錨索荷載、頂板離層量采集錨索荷載、頂板離層量 、礦壓礦壓三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)巷巷道道圍圍巖巖穩(wěn)穩(wěn)定定 應(yīng)力傳感器應(yīng)力傳感器應(yīng)力信號(hào)儲(chǔ)存應(yīng)力信號(hào)儲(chǔ)存應(yīng)力信號(hào)發(fā)射應(yīng)力信號(hào)發(fā)

20、射離離層層巖巖體體深深部部巖巖體體相互作用相互作用應(yīng)力監(jiān)測(cè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)應(yīng)力信號(hào)激應(yīng)力信號(hào)激發(fā)發(fā)應(yīng)力信號(hào)接收應(yīng)力信號(hào)接收 應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定應(yīng)力狀態(tài)不穩(wěn)應(yīng)力狀態(tài)不穩(wěn)定定圍巖穩(wěn)定性判定及控制對(duì)策圍巖穩(wěn)定性判定及控制對(duì)策巷巷道道工工程程情情況況應(yīng)應(yīng)力力動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)曲曲線線應(yīng)力信號(hào)處理應(yīng)力信號(hào)處理巷巷道道圍圍巖巖分分區(qū)區(qū)巷巷道道測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布布置置巖體應(yīng)力動(dòng)態(tài)顯示巖體應(yīng)力動(dòng)態(tài)顯示應(yīng)力預(yù)警曲線應(yīng)力預(yù)警曲線 室內(nèi)接收分析系統(tǒng)室內(nèi)接收分析系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集發(fā)射系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集發(fā)射系統(tǒng)57 天天三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)錨索受力儀安裝錨索受力儀安裝 頂板離層儀安裝頂板離層儀安裝 井上監(jiān)測(cè)中心界面井上監(jiān)測(cè)中心界面 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心界面遠(yuǎn)

21、程監(jiān)測(cè)中心界面 6、研發(fā)了切頂卸壓沿空成巷工藝流程、研發(fā)了切頂卸壓沿空成巷工藝流程三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 施工采面上下順槽施工采面上下順槽下順槽采空側(cè)超前加固錨索及頂板預(yù)裂爆破施工下順槽采空側(cè)超前加固錨索及頂板預(yù)裂爆破施工動(dòng)壓動(dòng)壓臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)工作面回采工作面回采高強(qiáng)沿空擋矸支護(hù)，高強(qiáng)沿空擋矸支護(hù)，采場(chǎng)頂板周期來(lái)壓自動(dòng)切頂卸壓成巷采場(chǎng)頂板周期來(lái)壓自動(dòng)切頂卸壓成巷回收工作面后方礦壓穩(wěn)定區(qū)沿空成巷回收工作面后方礦壓穩(wěn)定區(qū)沿空成巷內(nèi)支護(hù)材料，并噴漿封閉采空區(qū)內(nèi)支護(hù)材料，并噴漿封閉采空區(qū)第二個(gè)采煤工作面無(wú)煤柱開采。第二個(gè)采煤工作面無(wú)煤柱開采。 切頂卸

22、壓成巷無(wú)煤柱開采示意圖切頂卸壓成巷無(wú)煤柱開采示意圖四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)采空區(qū)采空區(qū)第一工作面第一工作面第二工作面第二工作面下順槽下順槽上順槽上順槽上順槽上順槽下順槽下順槽 1、試驗(yàn)區(qū)安全沿空成巷、試驗(yàn)區(qū)安全沿空成巷460米，并實(shí)現(xiàn)了第二個(gè)工作面的無(wú)煤柱開采。為世界首次實(shí)現(xiàn)米，并實(shí)現(xiàn)了第二個(gè)工作面的無(wú)煤柱開采。為世界首次實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開采。自動(dòng)成巷無(wú)煤柱開采?；夭擅簩踊夭擅簩庸ぷ髅鏅C(jī)巷后方切頂成巷斷面圖工作面機(jī)巷后方切頂成巷斷面圖工作面后方工作面后方150m工作面后方工作面后方50m工作面后方工作面后方100m工作面后方工作面后方200m工作面后方工作面后方350m工作面后方工作面

23、后方450m四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)第二工作面風(fēng)巷前方二次復(fù)用斷面圖第二工作面風(fēng)巷前方二次復(fù)用斷面圖工作面前方工作面前方30m工作面前方工作面前方200m工作面前方工作面前方300m工作面前方工作面前方350m工作面前方工作面前方400m工作面前方工作面前方450m四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)2、試驗(yàn)區(qū)沿空成巷每米造價(jià)、試驗(yàn)區(qū)沿空成巷每米造價(jià)465.78元，僅為原傳統(tǒng)方法元，僅為原傳統(tǒng)方法(每米造價(jià)每米造價(jià)3075元元)的的15%，相比，相比節(jié)約節(jié)約85%，即，即2609元元/米，共節(jié)約米，共節(jié)約120萬(wàn)元。萬(wàn)元。3、與常規(guī)留煤柱開采相比：、與常規(guī)留煤柱開采相比：.少掘一條少掘一條46

24、0米的巷道及矸石運(yùn)輸排放，節(jié)約米的巷道及矸石運(yùn)輸排放，節(jié)約182萬(wàn)元。萬(wàn)元。.多回收多回收10米寬的煤柱資源米寬的煤柱資源10626噸，增加產(chǎn)值噸，增加產(chǎn)值441.6萬(wàn)元。萬(wàn)元。.節(jié)約防突工程費(fèi)節(jié)約防突工程費(fèi)312.8萬(wàn)萬(wàn)元。節(jié)約巷道施工時(shí)間元。節(jié)約巷道施工時(shí)間3個(gè)月，使第二個(gè)工作面提前個(gè)月，使第二個(gè)工作面提前3個(gè)月開采，多出煤個(gè)月開采，多出煤86742t，直接，直接效益效益867萬(wàn)。共計(jì)萬(wàn)。共計(jì)1803.4萬(wàn)元。萬(wàn)元。4、安全威脅大幅降低，社會(huì)效益顯著。采用沿空成巷后，消除了常規(guī)留煤柱開采順槽、安全威脅大幅降低，社會(huì)效益顯著。采用沿空成巷后，消除了常規(guī)留煤柱開采順槽巷道施工存在的煤與瓦斯突出

25、等安全威脅。采用巷道施工存在的煤與瓦斯突出等安全威脅。采用Y型通風(fēng)和底板網(wǎng)格強(qiáng)力抽采瓦斯技術(shù)，型通風(fēng)和底板網(wǎng)格強(qiáng)力抽采瓦斯技術(shù)，瓦斯威脅大幅降低。由于采用超前作業(yè)，避免了傳統(tǒng)沿空留巷需大量人員搬運(yùn)材料設(shè)備，瓦斯威脅大幅降低。由于采用超前作業(yè)，避免了傳統(tǒng)沿空留巷需大量人員搬運(yùn)材料設(shè)備，進(jìn)入沿空留巷段長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度施工作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，安全威脅和職工勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，進(jìn)入沿空留巷段長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度施工作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，安全威脅和職工勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，采煤生產(chǎn)效率提高采煤生產(chǎn)效率提高15%左右。取消了傳統(tǒng)高水充填護(hù)巷材料，減少了環(huán)境污染和能源消左右。取消了傳統(tǒng)高水充填護(hù)巷材料，減少了環(huán)境污染和能源消耗。耗。四

26、、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)獲國(guó)家發(fā)明專利獲國(guó)家發(fā)明專利 5項(xiàng)項(xiàng)序號(hào)序號(hào)名名 稱稱專利號(hào)專利號(hào)專利類型專利類型1一種雙向聚能張拉成型爆破管一種雙向聚能張拉成型爆破管ZL200610113007X發(fā)明專利發(fā)明專利2一種用于測(cè)試地層深部軟巖水理作用的測(cè)試儀一種用于測(cè)試地層深部軟巖水理作用的測(cè)試儀ZL200610113006.5 發(fā)明專利發(fā)明專利3一種深部巖體工程災(zāi)害模型實(shí)驗(yàn)方法一種深部巖體工程災(zāi)害模型實(shí)驗(yàn)方法ZL200710119124.1 發(fā)明專利發(fā)明專利4一種實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)邊坡滑坡的系統(tǒng)及方法一種實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)邊坡滑坡的系統(tǒng)及方法 ZL200710119125

27、.6 發(fā)明專利發(fā)明專利5一種測(cè)試煤巖體中氣體運(yùn)移過(guò)程的方法及裝置一種測(cè)試煤巖體中氣體運(yùn)移過(guò)程的方法及裝置 ZL200910088810.6 發(fā)明專利發(fā)明專利公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文3篇篇四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)序號(hào)作者論文名稱期刊名稱發(fā)表時(shí)間1何滿潮,陶志剛滑坡地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)及其工程應(yīng)用 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)2009.62何滿潮,王春光單軸應(yīng)力-溫度作用下煤中吸附瓦斯解吸特征 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)2010.53何滿潮,張國(guó)鋒白皎礦保護(hù)層沿空切頂成巷無(wú)煤柱開采技術(shù)研究 采礦與安全工程學(xué)報(bào)2011.10 經(jīng)國(guó)家一級(jí)查新機(jī)構(gòu)，煤炭技術(shù)信息研究院科技查新中心查新，結(jié)論為經(jīng)國(guó)家一級(jí)查

28、新機(jī)構(gòu)，煤炭技術(shù)信息研究院科技查新中心查新，結(jié)論為:國(guó)國(guó)內(nèi)外未見與煤礦切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采關(guān)鍵技術(shù)研究相同內(nèi)容的報(bào)道。內(nèi)外未見與煤礦切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采關(guān)鍵技術(shù)研究相同內(nèi)容的報(bào)道。四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及知識(shí)產(chǎn)權(quán) 經(jīng)省科技廳組織相關(guān)院士組成的經(jīng)省科技廳組織相關(guān)院士組成的專家組鑒定，認(rèn)為：專家組鑒定，認(rèn)為：“該項(xiàng)目堅(jiān)持理論、該項(xiàng)目堅(jiān)持理論、實(shí)驗(yàn)室研究、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和實(shí)踐檢驗(yàn)的緊密結(jié)合，在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)室研究、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和實(shí)踐檢驗(yàn)的緊密結(jié)合，在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，消除了工作面留設(shè)煤柱引發(fā)的頂板事故、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等安消除了工作面留設(shè)煤柱引發(fā)的頂板事故、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等

29、安全隱患，全隱患，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。研究的創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、科學(xué)性方面達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。研究的創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、科學(xué)性方面達(dá)到了新的高度，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，具有廣闊的推廣前景。了新的高度，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，具有廣闊的推廣前景。 針對(duì)常規(guī)留煤柱開采和傳統(tǒng)沿空留巷無(wú)煤柱開采的技術(shù)理論難點(diǎn)，建立了主動(dòng)切頂針對(duì)常規(guī)留煤柱開采和傳統(tǒng)沿空留巷無(wú)煤柱開采的技術(shù)理論難點(diǎn)，建立了主動(dòng)切頂卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采理論。變被動(dòng)支護(hù)留巷為主動(dòng)切頂卸壓成巷，變害為利，解決卸壓沿空成巷無(wú)煤柱開采理論。變被動(dòng)支護(hù)留巷為主動(dòng)切頂卸壓成巷，變害為利，解決了無(wú)煤柱安全高效經(jīng)濟(jì)開采世界難題，為煤礦安全高效生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支撐

30、，具了無(wú)煤柱安全高效經(jīng)濟(jì)開采世界難題，為煤礦安全高效生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支撐，具有很好的示范和帶動(dòng)作用。由于理論先進(jìn)，可操作和實(shí)用性強(qiáng)，安全威脅小，成本低，有很好的示范和帶動(dòng)作用。由于理論先進(jìn)，可操作和實(shí)用性強(qiáng)，安全威脅小，成本低，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)。能較好的促進(jìn)煤炭企業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用，并提升中國(guó)煤炭行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)。能較好的促進(jìn)煤炭企業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用，并提升中國(guó)煤炭行業(yè)開采的技術(shù)裝備水平。由于擁有相關(guān)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且降低了環(huán)境污染和能耗，可提高開采的技術(shù)裝備水平。由于擁有相關(guān)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且降低了環(huán)境污染和能耗，可提高在國(guó)際煤炭開采技術(shù)上的合作水平和競(jìng)爭(zhēng)力。在國(guó)際煤炭開采技術(shù)上的合作水平和競(jìng)爭(zhēng)力。 該項(xiàng)目開發(fā)的恒阻錨索、聚能爆破、遠(yuǎn)程礦壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，均可單獨(dú)應(yīng)用到該項(xiàng)目開發(fā)的恒阻錨索、聚能爆破、遠(yuǎn)程礦壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，均可單獨(dú)應(yīng)用到煤礦和其它礦山、遂道工程等，可提高安全度和工程質(zhì)量