煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究
杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究
Ｓｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ ｎ ｏ ｎ －ｐｉ ｌ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ｂ ｙ ｒ ｏ ｏ ｆ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ
ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｇ ｏ ｂ ｏ ｆ ｓ ｈ ａ ｎ ｍｕ ｓ ｈ ｕ ｍｉ ｎ ｅ
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｂ４ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｎ ｏ ｎ －ｐ ｉ ｌ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ 破 技 术 主要 是 借 助 双 向 聚能 装 置 实 现 在 ５ ｍ， 直 接 底 为 浅 灰 色 粘土 岩 、灰 色 砂 质泥 岩 、厚 Ｏ ． ２ ～０． ８ ｍ， 老
摘 要 ： 结合杉木树煤 矿Ｂ ４ 上保护层煤层地 质情况 ， 进行 切顶卸压沿空成巷 无煤 柱开采 技术应用研 究， 通 过反复现场工业性试验 ， 对聚能爆 破 相关参数 ， 聚能装 置安装方式等进行 优化 ， 形成 了适合杉木树煤 矿地 质条件的沿空切顶成巷 技术。通过研 究， 解决了杉木 树煤矿 万吨掘进率
科技成果——厚煤层无煤柱自成巷110工法技术
科技成果——厚煤层无煤柱自成巷110工法技术
适用范围厚煤层开采
成果简介
针对厚煤层长壁开采提出一种新的成巷技术方法，即厚煤层切顶卸压沿空自动成巷无煤柱安全开采技术（简称厚煤层110工法）。
这种新的自动成巷方法通过改变传统长壁开采一面双巷模式，采用定向预裂切顶留巷技术，将上一区段工作面上顺槽维护保留，作为下一区段工作面回采的下顺槽，从而实现单面单巷开采，如图1所示。
它具有能够消除邻近工作面煤体上方应力集中，减小采掘比，提高生产效率，减少资源浪费，避免因煤柱留设造成的煤与瓦斯混合突出、冲击地压、煤体自燃等地质灾害的发生，属于一种安全高效经济科学的开采新技术。
工艺技术及装备
运用“切顶短臂梁”理论，利用恒阻锚索加强支护、采前切顶技术卸压，自动成巷，实现无煤柱开采。
主要关键技术有：
1、采用NPR恒阻大变形锚杆（索）顶板控制技术；
2、双向聚能张拉成型爆破超前预裂切顶技术；
3、采用“NPR锚索+单体液压支柱+U型钢”巷道围岩支护技术；
4、切顶卸压自动成巷PU监测系统。
市场前景
该技术通过在采空区侧定向切顶，切断部分顶板的矿山压力传递，进而利用顶板岩层压力和部分岩体，实现自动成巷和无煤柱开采，形
成切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术，消除或减弱了顶板周期性压力，工人作业环境安全性大大提高。
适宜在神府东胜煤田、陕北榆神煤田、宁夏灵武煤田及新疆哈密煤田等地区推广，这些地区煤层埋藏浅、赋存稳定、近水平、低灰、低硫、低磷、高发热量，开采条件优越，解决了顺槽巷道事故频繁发生的问题，开采效益极佳。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究煤矿开采是煤矿生产的关键环节，而沿空留巷技术是煤矿开采中的一项重要技术。
沿空留巷技术是指在煤炭开采过程中，为了控制矿压和提高矿井安全、增加煤炭采运效率，将煤层的一部分或全部不采取方式保留起来，这样就形成了沿空留巷。
沿空留巷技术的应用对煤矿的安全生产和提高煤矿开采效率具有重要意义。
本文将就煤矿开采中沿空留巷技术的应用进行研究。
一、沿空留巷技术的原理和意义沿空留巷技术是在煤炭开采中为了保护矿柱、控制矿压，提高矿井安全和提高煤炭采运效率而采用的一项技术措施。
它通过在煤炭开采过程中留出一定的区域，即留巷，使得矿柱能够承受一定的压力，起到支护和控制矿压的作用。
沿空留巷技术的应用可以有效地控制矿压，减少矿灾事故的发生，保障矿工的生命安全。
沿空留巷技术还可以提高煤矿开采效率，减少综采工作面的煤层损失，降低开采成本，增加经济收益。
沿空留巷技术在煤矿开采中具有非常重要的意义。
二、沿空留巷技术的应用现状1. 沿空留巷技术在矿井支护中的应用在煤层开采过程中，沿空留巷技术不仅可以对矿柱进行有效的支护，还可以通过合理的设计和施工来减少矿柱的破坏，降低煤层的损失，提高煤炭的回收率。
煤矿瓦斯是煤矿生产中的一大隐患，沿空留巷技术的应用可以有效地减少矿场内瓦斯的聚集和积聚，有效地控制了瓦斯的涌出和爆炸的发生。
通过沿空留巷技术的应用，可以减缓煤层的顶板运移速率，降低矿压的影响范围，有效地保护矿井的安全生产。
1. 技术和设备的更新换代随着我国煤矿开采技术的不断攀升和矿井深度的增加，沿空留巷技术需要更高性能的设备和更科学的技术手段来支持。
未来，沿空留巷技术的设备和技术将向着智能化、自动化和集成化方向发展。
2. 沿空留巷技术的理论研究随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿的深部开采和难采煤层的开采将成为未来煤炭生产的一个重要发展方向，沿空留巷技术的理论研究将更加重要。
未来，沿空留巷技术的研究将更加注重计算机模拟、数值模拟、仿真试验等现代化手段的应用。
明珠煤业无煤柱自成巷110工法关键技术研究及应用
明珠煤业无煤柱自成巷110工法关键技术研究及应用摘要：随着开采范围和强度的加大，传统锚网索支护在顶板变形过程中无法达到同步变形，容易引发导致刚性支护材料的断裂失效，同时由于顶板变形能量不能被充分释放，将引发应力集中并最导致发巷道的变形失稳，无法适应围岩的大变形特征，由此引发了许多大变形工程灾害问题。
同时常常出现两帮非对称大变形灾害、底臌非对称大变形灾害和巷道大面积严重冒顶灾害。
这些灾害的频繁发生，严重威胁着矿山的安全可持续开采。
目前所采用的锚网索喷等支护形式无法对巷道围岩进行有效的控制，回采巷道变形逐渐加剧，多次扩巷翻修，严重影响了矿井的正常生产，导致成本增大、冒顶危险性增加。
若采用传统留设煤柱方式开采时，需要多掘出一条巷道，同时留设煤柱造成了资源的大量浪费[1]。
关键词:煤矿;无煤柱开采;110工法；关键技术；研究；应用一、 110工法原理2008年，何满潮院士提出切顶卸压自动成巷技术工艺，实现了长壁开采110工法，即回采一个工作面，只需掘进一个顺槽巷道，另一个顺槽巷道自动形成，取消区段煤柱，实现了无煤柱开采，开始了我国第三次矿业技术变革。
常规长壁开采121工法在开采过程中煤层顶板会形成长壁梁，因此，往往存在应力高度集中、顶板与煤层被压坏、高应力区掘巷及采动超前压力高等问题，容易引发工程事故，同时，留设的煤柱将造成资源的浪费，而110工法可以在很大程度上减少或避免上述问题。
总的来说，110工法利用矿山压力、利用顶板部分岩体、利用岩石碎胀特性、利用原有巷道空间、利用原有巷道支护、减弱周期性来压、减弱空区瓦斯、减弱煤层自燃、实现自动成巷和实现无煤柱开采[2]。
要实现上述目标，需要采用特殊的爆破方式切断巷道顶板，同时使用能够适应顶板变形的新型锚索对巷道顶板进行加固，保证顶板压力能够缓慢转移至采空区矸石，同时，在回采过程中对巷道内进行临时支护，以抵抗回采动压对顶板稳定性的影响，除此之外，还需架设挡矸支护并对碎石帮进行密闭，防止矸石和有害气体进入巷道。
沿空留巷切顶卸压技术
沿空留巷切顶卸压技术沿空留巷切顶卸压技术是指在采煤工作面上，通过切开工作面顶板来释放顶板压力和改善采空区的技术。
该技术具有降低采煤工作面顶板压力、提高工作面安全性、减少煤矿事故发生率的重要作用。
下面将从原理、特点以及应用等方面来详细介绍这项技术。
首先，沿空留巷切顶卸压技术的原理是利用机械手段切开煤层的一部分，使顶板有一部分成为空巷上盘，从而降低顶板的压力。
这样可以提高工作面的安全性，减少事故的发生率。
其次，沿空留巷切顶卸压技术的特点是灵活可控、高效安全。
工人可以根据实际情况切割煤层，以达到卸压的效果。
而且这项技术不仅可以降低采煤工作面的风险，还可以提高采煤效率和资源利用率，对于矿山的可持续发展具有重要意义。
此外，沿空留巷切顶卸压技术的应用场景比较广泛。
在煤矿采煤工作面上，采用这项技术可以有效解决采煤工作面顶板压力过大的问题。
同时，该技术还可以被应用于其他领域，比如隧道工程、地下储气库等。
这些领域都需要解决地质条件复杂、岩层紧密、顶板压力大的问题，因此沿空留巷切顶卸压技术具有较大的应用潜力。
在实施沿空留巷切顶卸压技术时，需要注意以下几点。
首先，要充分了解煤层的地质条件和顶板压力情况，选择合适的切割方式和位置。
其次，要合理安排切割工序和切割时间，确保工作面的稳定性和采煤效率。
同时，要加强对切割过程中顶板变形和松动情况的监测和预警，及时采取措施以避免事故的发生。
此外，还需要加强对操作人员的培训和指导，提高他们的安全意识和技能水平。
总结起来，沿空留巷切顶卸压技术是一项对于降低顶板压力、提高工作面安全性、减少煤矿事故发生率具有重要作用的技术。
它的特点是灵活可控、高效安全，适用于煤矿采煤工作面以及其他地下工程领域。
然而，在实施该技术时需要充分考虑煤层地质条件和顶板压力情况，并加强对切割过程的监测和预警，以确保工作面的稳定性和安全性。
《寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究》
《寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究》一、引言随着煤炭资源的不断开采，矿井的生产环境变得越来越复杂，对矿井安全与高效生产的要求也日益提高。
寺河二号井作为重要的煤炭生产基地，其生产过程中的围岩控制技术显得尤为重要。
切顶卸压沿空留巷技术是当前煤矿生产中常用的围岩控制技术之一，它能够有效提高矿井的生产效率和安全性。
本文将针对寺河二号井的切顶卸压沿空留巷围岩控制技术进行研究，分析其技术特点、存在的问题及改进措施。
二、寺河二号井切顶卸压沿空留巷技术概述寺河二号井的切顶卸压沿空留巷技术主要应用于矿井的煤炭开采过程中，通过对矿体进行切割，将矿体分为顶部和底部两部分。
顶部通过卸压措施，使围岩得到有效的控制，而底部则通过沿空留巷的方式，为煤炭的运输和采出提供通道。
该技术具有操作简便、成本低廉、安全可靠等优点，在矿井生产中得到了广泛应用。
三、围岩控制技术现状及问题分析尽管切顶卸压沿空留巷技术在寺河二号井的应用取得了一定的成效，但在实际生产过程中仍存在一些问题。
首先，围岩的稳定性控制不够理想，容易出现片帮、冒顶等安全事故。
其次，切顶卸压过程中的参数设置不够科学，导致卸压效果不理想，影响了矿井的生产效率。
此外，沿空留巷的支护方式也需要进一步优化，以提高矿井的安全性。
四、围岩控制技术研究针对寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术存在的问题，本文从以下几个方面进行研究：1. 围岩稳定性控制技术研究。
通过对围岩的物理力学性质进行分析，确定合理的支护方式和参数，提高围岩的稳定性。
同时，采用先进的监测技术，实时监测围岩的变形情况，及时发现并处理异常情况。
2. 切顶卸压参数优化研究。
通过对切顶卸压过程中的参数进行科学设置，优化卸压效果。
采用数值模拟和现场试验相结合的方法，确定最佳的切顶深度、卸压角度等参数。
3. 沿空留巷支护方式改进研究。
针对沿空留巷支护方式存在的问题，进行改进和优化。
采用新型支护材料和支护结构，提高支护的稳定性和可靠性。
煤矿综放综采工作面沿空留巷中切顶卸压技术应用研究
Value Engineering0引言随着我国煤矿产业结构发展方向的不断调整，浅层矿井的开发进度放缓，越来越多的企业开始尝试深井工程开发。
在这类工程中，由于需要进行高深度作业，有时会在矿井中遗留一部分设置的煤柱，这些煤柱在通常情况下较难回收。
一方面遗留的煤柱形成了煤矿资源的浪费；另一方面这些煤柱也容易形成集中应力，对巷道围岩的控制形成威胁。
综放综采工作面沿空留巷中切顶卸压技术是专门应对深挖矿井巷道围岩控制问题所开发的新型技术[1]。
在深挖矿井工程中，可以无需预留煤柱，以恒阻大变形锚杆和定向预裂爆破技术等对综放综采工作面进行切顶、卸压等，实现运输巷沿空留巷围岩的科学、高效控制，进而有效缓解矿井深度掘进过程中某些衔接位置的矛盾等。
本文以我国某煤矿综采工作面为例，对该技术的应用思路进行总结，通过与传统方法的对比归纳了沿空留巷切顶卸压技术的优势等。
1工程背景1.1工程概况己16-17-2206工作面是该煤矿中首个综放综采工作面，位于己16-17煤开拓大巷的东侧，开采煤层2-2煤。
该综放综采工作面的工作范围主要包括南侧未开采的深挖矿井煤层和西北侧未开采的深挖矿井煤层。
该煤层的开切眼和顺槽开口分别位于22062工作面的西部边界和大巷保护煤柱内。
22062工作面的整体开采面积约1.68km 2，其工作面长约265m ，推进长度约6017m ，深挖煤层总储量约2446.59万t 。
1.2工作面煤层赋存条件该工作面煤层所形成的煤种主要为不沾煤，煤层整体的赋存条件并不复杂，煤层厚度普遍在11.48~13.16m 范围内，平均厚度约12.7m ，煤层的整体埋藏深度约300.7~352.5m ，综放综采工作面的挖掘范围内煤层底板标高约+960.76~986.95m 之间。
在该煤矿其他类似煤层的开采过程中，多采用传统的巷道掘进技术，普遍存在工程量大、工作面采出率难提升等问题。
1.3工作面平面布置情况在该工作面中首次采用了沿空留巷切顶卸压技术，将该工作面的运输巷道保存以后作为下一个工作面的回风巷。
切顶成巷原理与应用
安全及社会效益
白皎煤矿是四川省瓦斯突出和顶板灾害最严重的矿井， 突出次数占四川省总数的67%。应用新技术后 ，试验区：
百万吨死亡率大幅度下降：消除了顶板、瓦斯爆炸、煤 与瓦斯突出等事故，工作面百万吨死亡率从1.5 降为 0
职工劳动强度大幅降低：工作面掘采比降低50%
实现了绿色开采、低碳环保的目标：减少了支护工程材 料，减少了掘进矸石运输堆放，降低了环境污染和能源 消耗
嘉阳矿薄煤层切顶卸压成巷现场应用
嘉阳煤矿是嘉阳集团主力生产矿井 位亍四川省乐山市犍为县芭沟镇
矿井生产能力 始建亍1968年，设计生产能力15万t/a 1981年开始扩建，1986年生产能力达到45万t/a 为满足坑口电厂用煤，1997年~1999年二次技术改造，2002年 矿井生产能力核定为90万t/a 2005年省经贸委核定矿井生产能力核定为120万t/a
200
MS3-2-1
150
MS3-2-2
100
MS3-2-3
355t00恒阻大变形锚索拉伸特性曲线
0
100
200
300
400 位移/mm
结果表明，恒阻大变形锚索在拉伸变形过程中始终保持恒定支护阻力， 能够满足“缓变型”破坏控制要求
超常力学性能之三--动力学冲击下的吸能特征
20t
1万焦耳冲击力学实验
20t锚杆动力学冲击特性实验曲线 35t
20万焦耳动力学冲击特性实验过程
35t锚索动力学冲击特性实验曲线
结果表明，恒阻大变形锚杆（索）通过变形吸收冲击能量，能够在恒定支护 阻力下承受多次冲击而不断，满足大变形塌方及岩爆、冲击控制要求
超常力学性能之三--现场抗爆、抗冲击力学特性
PR锚索支护——装药量10.4Kg，一次爆破
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Lq sin 2 h SC
三、关键技术及创新点
2、研发了主动切顶卸压沿空成巷试验测试平台
出气管口 TP耦合气化 效应实验主机
高灵敏度 微压传感器
K1 气相色谱分 析仪 K2 高灵敏度流量计量仪 放气口
煤岩T-P耦合瓦斯解析运移特性实验装置
三、关键技术及创新点
切顶成巷物理力学模型试验装置
上顺槽
回采煤层
第一工作面 下顺槽
采空区
上顺槽
第二工作面
下顺槽
长壁无煤柱开采方法
一、立项背景及研究思路
第二工作面
第二工作面
采空区矸石
沿空留巷 巷旁充填
第二工作面 第二工作面
采空区矸石
原始应力场掘巷 外应力场掘巷 留煤柱掘巷 小煤柱掘巷
传统留巷方法及顺槽施工
一、立项背景及研究思路
2、研究思路：为有效防范安全事故和提高煤炭资源回收，从而提出了本课题。建立主动切顶 卸压成巷无煤柱开采新技术理论。
岩体应力动态显示
巷 道 工 程 情 况 巷 道 围 岩 分 区 巷 道 测 点 布 置 应 力 动 态 曲 线
应力预警曲线
应力状态稳定 应力状态不稳定
围岩稳定性判定及控制对策
三、关键技术及创新点
锚索受力仪安装
顶板离层仪安装
井上监测中心界面
5—7 天
远程监测中心界面
三、关键技术及创新点
6、研发了切顶卸压沿空成巷工艺流程
上顺槽
回采煤层
第一工作面 下顺槽
采空区
上顺槽
第二工作面
下顺槽
切顶卸压成巷无煤柱开采示意图
四、主要技术经济指标及知识产权
工作面机巷后方切顶成巷断面图
工作面后方50m
工作面后方100m
工作面后方150m
工作面后方200m
工作面后方350m
工作面后方450m
四、主要技术经济指标及知识产权
第二工作面风巷前方二次复用断面图
3
4 5
一种深部岩体工程灾害模型实验方法
一种实时远程无线监测边坡滑坡的系统及方法 一种测试煤岩体中气体运移过程的方法及装置
ZL200710119124.1
ZL200710119125.6 ZL200910088810.6
发明专利
发明专利 发明专利
四、主要技术经济指标及知识产权
公开发表学术论文3篇
序号 作者 论文名称 期刊名称 发表时间
煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采 关键技术研究
四川芙蓉集团实业有限责任公司 中 国 矿 业 大 学 （ 北 京 ） 山 东 科 大 中 天 电 子 有 限 公 司
汇报内容
1
立项背景及总体思路
2
3 4 5 6
主要研究内容
关键技术及创新点
技术经济指标及知识产权
推动行业科技进步的作用
应用推广和经济社会效益
q0cosα
α
e
c
d
巷道 巷旁支护体 30 天以上
切顶卸压沿空成巷数学力学模型
三、关键技术及创新点
沿空切顶模型
恒阻锚索
巷旁单体支柱
切落成巷帮
沿空切顶成巷应力双峰模型
三、关键技术及创新点
Pq [ M L (q cos l N C )( x0 c d ) 沿空切顶支护阻力： 1 (q sin q0 cos )( x0 c d ) 2 2 h d x0 TC ( S B ) M 0 0 y ( x0 x)dx] /( x0 c ) 2 2 C0 Px 2 tan 0 C0 exp 其中： y tan A MA tan 0 0
白皎煤矿监测中心
北京试验室监测中心
三、关键技术及创新点
监测参数：采集锚索荷载、顶板离层量 、矿压
应力信号接收
定稳 岩 围 道 巷
现 场 采 集 发 射 系 统
应力信号处理
离 层 岩 体 相互作用 深 部 岩 体
应力监测
应力传感器
应力信号激 发 应力信号发射
应力信号储存
室 内 接 收 分 析 系 统
顶板自然垮落模型
顶板自然垮落应力双峰模型
一、立项背景及研究思路
传统无煤柱沿空留巷开采：上世纪60年代，以德国、英国为主开始研究，从强支护到薄 煤皮及巷旁充填，均为刚性被动支护，存在：护巷安全可行性差、成本高、劳动强度大、生 产效率低等缺点。近年中国对煤炭的强烈需求，促进了无煤柱开采技术攻关，开发出了高水 材料及其输送泵，仍难以满足现场应用需要。导致无煤柱安全高效经济开采这一世界性技术 难题，至今尚未攻克。
一、立项背景及研究思路
1、立项背景
顶板 17.2%
水害 19.1%
西南地区最为严重
瓦斯 50.7%
2009年全国煤矿事故死亡人数比例图 2006-2008年部分省区煤矿年平均顶板事故
顶板及煤与瓦斯突出占煤矿各类事故死亡人数65%，为事故之首，西南三省更严重 其中60%以上的顶板和煤与瓦斯突出事故发生在工作面顺槽，是最大安全威胁 工作面顺槽布置方式分为：常规留煤柱开采和传统无煤柱沿空留巷开采
切顶成巷围岩水理测试试验装置
模拟了不同煤岩参数条件下，最佳的主动切顶卸压成巷技术指标和操作 工艺，提高了成巷的安全可行性。
三、关键技术及创新点
3、研发了沿空切顶双向聚能爆破装置及技术：发明了适用于煤矿切顶的双
向聚能爆破装置，研发了沿空切顶双向聚能控制爆破技术，解决了沿空巷道顶板预裂爆破 时对围岩破坏的技术难题。
配套关键技术研发
爆破切缝技术 恒阻让压支护技术 矿压远程监测技术 治灾技术措施
切顶卸压沿空成巷设计研究 聚 能 爆 破 切 缝 设 计 恒 阻 锚 网 索 支 护 设 计 远程实时在线监测设计 工业应用研究
项目总体研究技术路线图
二、主要研究内容
1、主动切顶卸压沿空成巷机理及力学模型研究
建立切顶卸压沿空成巷力学、物理、数值模拟实验模型，研究切顶卸压沿空成巷过 程中的变形失稳规律，以及采矿参数等工程条件的影响规律，找出主控参数，构建 力学模型试验系统，揭示主动切顶卸压沿空成巷机理。
采
灰岩聚能爆破效果
花岗岩聚能爆破效果
三、关键技术及创新点
采
沿空切顶成巷井下聚能爆破切缝预裂后切落块体
三、关键技术及创新点
4、研发了恒阻大变形锚索（杆）新型支护材料及技术
传统锚杆（索）存在问题：延伸量低 (<80mm) ，无法适应沿空巷道大变形及冲 击大变形，过早破断失去承载力
适合于切顶卸压沿空成巷的支护材料——恒阻大变形锚索(杆) 恒阻力达到120～130KN 延伸量达到0.3～0.65m 动态9820.5J冲击能量，冲击5次，锚索伸长量达1.0 ～1.2m 仍能保持有效支护,可以充分适应沿空巷道大变形及冲击大变形对延伸 量的要求，处于领先水平。
进入沿空留巷段长时间高强度施工作业的安全风险，安全威胁和职工劳动强度大幅降低，
采煤生产效率提高15%左右。取消了传统高水充填护巷材料，减少了环境污染和能源消 耗。
四、主要技术经济指标及知识产权
获国家发明专利 5项
序号 1 2 名 称 一种双向聚能张拉成型爆破管 一种用于测试地层深部软岩水理作用的测试仪 专利号 ZL200610113007X ZL200610113006.5 专利类型 发明专利 发明专利
施工采面上下顺槽→下顺槽采空侧超前加固锚索及顶板预裂爆破施工→动压 临时加强支护及远程实时监测系统布设→工作面回采→高强沿空挡矸支护， 采场顶板周期来压自动切顶卸压成巷→回收工作面后方矿压稳定区沿空成巷 内支护材料，并喷浆封闭采空区→第二个采煤工作面无煤柱开采。
四、主要技术经济指标及知识产权
1、试验区安全沿空成巷460米，并实现了第二个工作面的无煤柱开采。为世界首次实现 自动成巷无煤柱开采。
三、关键技术及创新点
顶板自然垮落模型
需切顶沿空成巷位置
顶板自然垮落应力双峰模型
三、关键技术及创新点
锚 索
工作面 下一工作面
切顶卸压沿空成巷力学模型图
三、关键技术及创新点
恒阻锚索
NB TB TB C ML B Pq qsinα
预裂切缝
NC TC
qcosα M0 TA NA A y x0
煤体
5—7 天
上顺槽
第二工作面 第二工作面
下顺槽
长壁留煤柱开采方法
一、立项背景及研究思路
原始煤层及应力分布
第二工作面
下顺槽
第一工作面
上顺槽
第一步：第一个工作面上下顺槽施工
一、立项背景及研究思路
第一工作面回采 第二工作面 下顺槽 上顺槽
第二工作面 第二工作面
采空区矸石
第二步：第一个工作面回采及顶板垮落
三、关键技术及创新点
2、主动切顶卸压沿空成巷试验测试平台研发
构建切顶卸压沿空成巷试验物理力学模型系统，解决主动切顶卸压沿空成巷模拟及 工业设计参数优化难题；研究建立沿空成巷过程中的T-P耦合瓦斯突出与解析模拟 实验装置、围岩吸水软化试验装置，解决室内实验设备问题。
3、双向聚能爆破主动切顶装置及技术研发
开发适用煤矿的新型双向聚能爆破装置，及双向聚能爆破预裂顶板技术，解决既能 主动切顶，又尽可能减少因爆破对沿空巷道围岩破坏的技术难题。
二、主要研究内容
4、新型恒阻大变形锚杆索支护材料及技术研发
开发适用沿空巷道变形规律的新型锚杆索支护材料，及与之配套的测试平台。解决 现有支护材料难以适应沿空巷道变形，岩层断裂扰动造成的支护技术难题。
5、矿压远程实时监测及预警系统的研发
开发沿空巷道矿压在线实时监测及预警系统，解决常规人工观测不能及时掌握矿压 显现规律和改变支护的技术难题。
工作面前方30m