[01460797]深井强采动巷道时效控制理论及关键技术

该项目属于安全生产技术领域。深部煤炭资源开采是中国面向未来的能源战略，解决深部就是解决未来的煤炭资源开发问题。深部开采面临巷道变形严重、采场矿压更加剧烈、动力灾害频发等突出难题，特别是深部受采动影响巷道占80％以上，其来压强、变形快、围岩破坏范围大、顶板易失稳垮冒，已成为制约深部开采的瓶颈，长期以来一直是煤矿安全生产技术的热点难题，是行业致力于突破的共性重大关键技术难题，亟待解决。 研究团队10年来聚焦深井采动巷道围岩控制理论及技术研究，依托国家科技支撑计划、国家重点基础研究发展计划和教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队，在深井采动巷道围岩稳定性时效控制理论、低损伤强化控制技术、安全高效施工装备、实时监测预警系统等四个方面形成突破，创新成果如下： 1、建立了深井采动巷道时效控制理论。探明了深井高应力巷道掘进及采动影响下围岩应力演化和岩体破坏的速度效应、时间效应及锚杆载荷的增阻效应，分析了采动作用下围岩及锚固结构变形破坏机理，阐述了顶板长锚固机理和抗动载特性，建立了深井采动巷道围岩稳定性时效控制理论，指导了深井强采动巷道围岩控制技术及装备研发。 2、形成了深井强采动巷道强化控制技术体系。开发了跨界长锚固、深锚浅注、锚注一体化三项新技术，形成了深井强采动巷道围岩小变形、支护结构微破坏的低损伤强化控制技术体系，为控制深井采动巷道大变形、保持顶板安全提供了新的技术途径。 3、研制了掘锚护一体机和大扭矩气动锚杆钻机。研发了集掘进、临时支护、锚杆支护等功能于一体的掘锚护一体机，研制了国内最大预紧力矩的单体气动锚杆钻机，解决了锚杆无法施加高预紧力、难以快速安装的技术难题，为中国复杂多样工程条件提供了两种主导的工艺装备。 4、研发了深部巷道围岩实时监测预警系统。研制了五种光纤光栅传感监测仪器，开发了煤矿巷道围岩实时监测预警软件，形成了巷道围岩实时监测预警系统，实现了深部巷道多信息高精度实时高频监测和预警。 该项目围绕深部采动巷道围岩治理的关键要素开展了系统创新研究，为解决中国深部强采动巷道围岩控制技术难题提供了科学路径。研究成果获PCT专利7项，中国发明专利授权57项；形成1项国家标准，4项行业标准；出版专著3部，发表SCI和EI论文128篇；研发的产品入选国家品牌战略计划、山东省首台(套)技术装备和关键核心零部件及生产企业。成果在江苏省大屯、安徽省淮南、淮北、山西省焦煤等10多个矿区得到推广应用，近两年经济效益达7.9亿元，取得了显著的社会、经济效益。中国工程院康红普院士、中国科学院宋振骐院士主持有关项目鉴定认为研究成果达到国际领先水平。