近日，中國(guó)煤科開采研究院主持完成的“陽(yáng)泉礦區(qū)巷道頂板水力壓裂巖層控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”和“大采高工作面沿墻掘巷與水力卸壓無(wú)煤柱留巷技術(shù)研究”2項(xiàng)科技成果，在中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織的科技成果鑒定會(huì)上，均被鑒定為國(guó)際領(lǐng)先水平。
陽(yáng)泉礦區(qū)巷道頂板水力壓裂巖層控制關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用
針對(duì)陽(yáng)泉礦區(qū)復(fù)雜困難巷道控制難題，本項(xiàng)目在地質(zhì)力學(xué)參數(shù)評(píng)估基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了不同類型巷道圍巖變形機(jī)理，針對(duì)性提出頂板水力壓裂巖層控制方案，項(xiàng)目的成功應(yīng)用對(duì)提升陽(yáng)泉礦區(qū)復(fù)雜巷道圍巖控制技術(shù)的進(jìn)步具有重要意義。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果包括：
揭示了陽(yáng)泉礦區(qū)復(fù)雜巷道水力壓裂卸壓機(jī)理，確定了不同類型巷道卸壓鉆孔布置與壓裂參數(shù)，實(shí)現(xiàn)頂板定向預(yù)裂與軟化，有效控制了巷道圍巖應(yīng)力集中和變形破壞。
發(fā)明了獨(dú)立加壓和卸載的新型水力壓裂封孔裝置，確定了不同條件下封隔器的移動(dòng)阻力參數(shù)；研發(fā)了鉆孔與高壓水射流一體化的切縫裝置，提高了巷道頂板切縫深度和效率。
分析了陽(yáng)泉礦區(qū)煤礦頂板巖性、巷道類型、煤柱尺寸等因素對(duì)巷道水力卸壓效果的影響，提出了沿空留巷、二次留巷、沿空掘巷、采區(qū)大巷等巷道水力壓裂卸壓控頂技術(shù)，確定了頂板巖層水力壓裂卸壓適用條件和范圍。
項(xiàng)目研究成果在陽(yáng)泉礦區(qū)一礦、新景礦、景福礦等多個(gè)礦井得到成功推廣應(yīng)用。
水力壓裂控制巖層頂板示意圖
動(dòng)壓巷道卸壓原理示意圖
水力壓裂卸壓井下工業(yè)性試驗(yàn)
大采高工作面沿墻掘巷與水力卸壓無(wú)煤柱留巷技術(shù)研究
針對(duì)小煤柱沿空掘巷以及沿空留巷技術(shù)在陽(yáng)泉礦區(qū)應(yīng)用的局限性，研發(fā)了5.5m大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無(wú)煤柱開采技術(shù)體系，為陽(yáng)泉礦區(qū)無(wú)煤柱開采提供了新的技術(shù)手段，顯著提高了煤炭資源回收率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果包括：
研究分析了大采高工作面留墻掘巷全周期巷旁充填墻體受力及圍巖變形破壞特征，確定了沿空掘巷柔模混凝土墻體的構(gòu)筑參數(shù)，提出了柔?；炷翂w的優(yōu)化配比材料。
研究確定了原巖應(yīng)力、圍巖物理力學(xué)特性及圍巖結(jié)構(gòu)等特征，揭示了水力壓裂卸壓改善墻體受力及巷道圍巖應(yīng)力分布的作用機(jī)制，開發(fā)了大采高工作面水力卸壓巖層控制技術(shù)。
研發(fā)了5.5m大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無(wú)煤柱開采巷道支護(hù)、施工工藝、水力卸壓成套技術(shù)，形成了包括機(jī)理分析、材料配比、技術(shù)方案、施工工藝、效果監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)反饋的大采高工作面沿空留墻與水力卸壓無(wú)煤柱開采技術(shù)體系。
項(xiàng)目研究成果在寺家莊煤礦得到成功應(yīng)用，回收煤柱約26萬(wàn)噸，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益上億元。
沿墻掘巷示意圖
基于水力壓裂卸壓的沿空留墻井下效果圖
來(lái)源：中國(guó)煤炭科工集團(tuán)
