西南矿区高效能支护与快速掘进技术

一、成果基本信息

二、成果简介

本成果针对我国西南矿区“覆岩厚度极不均匀、劣五类松散软岩、煤气水构冲并存”等煤炭复杂赋存条件，开展了巷道支护理论、快速掘进支护技术方面的研究，提出了厚压缩拱、低支护密度理论，研发了锚固段全长预应力锚固技术，发明了巷道顶板岩层随钻探测技术，形成了较为完整的巷道高效能支护与快速掘进技术体系，具体如下：

1、提出了影响锚杆支护效能的评价指标和锚固段全长预应力锚固技术途径，利用锚固剂凝胶时间差实现锚杆（索）的全长预应力锚固，提高支护效能20%以上。

2、结合西南煤矿煤层赋存特征，研究了预紧力、锚固角、锚固作用角、内摩擦和群锚作用下形成的压缩拱厚度之间的关系，发现了预应力锚杆锚固角和锚固作用角的存在，在此基础上提出了“厚压缩拱、低支护密度理论”和减摩垫圈、调心球垫等支护构件使用标准。大力推广锚网索支护技术，代替传统的架棚支护，既提高了支护安全性能，又减少支护耗材15%~20%，提高巷道掘进速度。

3、研究了单体锚杆钻机随钻参数与围岩力学性质的动态响应特征，发明了煤巷顶板岩层智能随钻快速探测方法，开发了数字图像岩层智能识别系统，巷道掘进月进尺提高20%~30%。

该项目成果获2项国家自然科学基金和3项省部级项目资金支持，总经费达391万元。国家自然科学基金：“采动应力作用下锚杆锚固段荷载分布特征与锚固力波动机理”（51574226）等2项，66万元；“贵州省巷道顶板可视化智能探测科技创新人才团队”等3项省部级项目经费合计325万元。该成果已经在攀枝花煤矿、汪家寨煤矿、洪兴煤矿等推广使用，并签订了技术开发合同，金额共计638万元。

 2020年，该项目成果获中国煤炭工业协会科技进步二等奖；2022年，项目入选自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术》目录。

三、成果转化预期：

经济效益：

（1）降低支护成本。使用锚网索支护工艺，比传统U型钢架棚支护支护成本降低30%~50%，支护效能提升20%以上，具体每米支护成本约能降低500元。以产能为90万吨/年煤矿为例，每年掘进巷道约6000米，课节约成本300万元。

（2）降低巷道维修成本。使用该技术可使巷道维修由原来维修周期从6—8个月延长到18—24个月，巷道维修费用大概为3000~5000元/米。以产能为90万吨/年煤矿为例，每年将减少巷修约3000米，巷修成本按照4000元/米计算，节约成本1200万元。

（3）缩短建设工期，提前产煤。巷道掘进月进尺提高50~100m/月，平均布置采煤工作面工期缩短1个月。以产能为90万吨/年煤矿为例，如提前1个月生产，月产煤量7.5万吨，煤炭价格按照1000元/吨计算，创造经济价值7500万元。

社会效益：

（1）提高煤矿巷道支护的安全性

四、前期已转化取得的社会经济效益:

取得的经济效益：研究成果应用在贵州省攀枝花煤矿、汪家寨煤矿、洪兴煤矿，都签订了技术开发合同，金额共计638万元。

取得的社会效益：（1）研发的理论和技术体系，推动我国煤巷围岩锚固机理和锚杆高效能支护方面技术达到了国际领先水平；（2）提高了支护的效能，降低了顶板安全事故风险，应用该技术的15处煤矿再未发生任何顶板安全事故；（3）降低了工人劳动强度，通过提高掘进效率增加了工人收入；（4）面向煤矿工程技术人员到企业开展技术讲座、在培训班讲课和技术交流，培养并向贵州省内煤炭企业输送掌握高效能支护与快速掘进技术的本科和研究生，为提高专业技术人员素质做出了贡献。

    特别声明

1.本公告仅对成果进行推介，接受意向方咨询与洽谈，以上介绍中的内容仅供参考。

2.贵州阳光产权交易所通过自身网站及相关媒体发布的项目信息并不构成贵州阳光产权交易所对任何项目的任何交易建议。意向方应不依赖于已披露的上述信息并自行对项目的相关情况进行必要的尽职调查和充分了解。

项目联系人 ：赵经理  

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