【文章內(nèi)容簡介】 硐室圍巖主動控制技術(shù)項目簡介：針對魯西南地區(qū)煤田軟弱破碎巖體工程地質(zhì)條件，通過圍巖力學(xué)及變形特性分析，在深井軟巖巷道支護(hù)基本理論的基礎(chǔ)上，運用圍巖彈塑性力學(xué)、軟巖工程力學(xué)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論分析，采用計算機(jī)數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場綜合測試等手段，對軟弱破碎巖體深井井底車場巷道及硐室工程的變形力學(xué)機(jī)制、圍巖控制理論與方法等方面進(jìn)行了深入研究。主要創(chuàng)新點：，研究了因地制宜的深井軟弱破碎巖體巷道支護(hù)方法及工藝，建立了以人工施加圍巖約束外力與充分發(fā)揮破碎巖體自身承載力相結(jié)合的協(xié)同支護(hù)理論與方法，逐步形成了軟弱破碎巖體新型支護(hù)理論體系。：第一時間支護(hù)；第一時間施加合理的安裝應(yīng)力。，開發(fā)了支護(hù)專利產(chǎn)品－－精鑄阻尼螺母、塑料減阻墊圈等，自主研發(fā)了扭矩倍增器，使錨桿安裝預(yù)緊力全部達(dá)到40kN以上。(索)高安裝應(yīng)力的基礎(chǔ)上，使巷道圍巖壓力和變形盡可能地、有控制地釋放，又防止圍巖發(fā)生過大的下沉或變形破壞，錨桿(索)既充分發(fā)揮了其支護(hù)性能，又避免因過載而遭到破壞。完成單位：；；。主要完成人及貢獻(xiàn)：劉輝、劉培海、孫立田、王建亭、李登月、張小波、竇俊濤、程梅梅、秦忠誠1．劉輝：項目現(xiàn)場工作總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目實施總體協(xié)調(diào)；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)。其在該項目工程中投入的工作量占本人工作總量的65%以上。劉培海：項目現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目方案實施、組織協(xié)調(diào)；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)。其在該項目工程中投入的工作量占本人工作總量的60%以上。 孫立田：項目主要成員之一，負(fù)責(zé)項目方案實施、落實；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等； 參與資料整理、總結(jié)等工作；參與項目總結(jié)報告的編寫工作。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)。研究了錨索與錨桿的協(xié)同作用，實現(xiàn)錨索與錨桿的讓壓距離協(xié)同。其在該項目工程中投入的工作量占本人工作總量的65%以上。 王建亭：項目主要成員之一，負(fù)責(zé)項目方案實施、落實；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等； 參與資料整理、總結(jié)等工作；參與項目總結(jié)報告的編寫工作。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系。基于巷道支護(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。 李登月：項目主要成員之一，負(fù)責(zé)項目方案實施、落實；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等； 參與資料整理、總結(jié)等工作；參與項目總結(jié)報告的編寫工作。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。張小波：項目主要成員之一，負(fù)責(zé)項目方案實施、落實；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等； 參與資料整理、總結(jié)等工作；參與項目總結(jié)報告的編寫工作。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。竇俊濤：項目主要成員之一，負(fù)責(zé)項目方案實施、落實；參與方案設(shè)計；負(fù)責(zé)現(xiàn)場組織實施、措施落實等； 參與資料整理、總結(jié)等工作；參與項目總結(jié)報告的編寫工作。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。程梅梅：參與了項目實施過程中重大技術(shù)難題解決方案的技術(shù)分析與方案制定，主要完成了科技創(chuàng)新點：研發(fā)的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力防沖讓壓支護(hù)系統(tǒng)實現(xiàn)了在維持原有預(yù)應(yīng)力錨桿(索)高安裝應(yīng)力的基礎(chǔ)上，使巷道圍巖壓力和變形盡可能地、有控制地釋放，又防止圍巖發(fā)生過大的下沉或變形破壞，錨桿(索)既充分發(fā)揮了其支護(hù)性能，又避免因過載而遭到破壞，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。秦忠誠：項目研究總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)課題組人員及分工協(xié)調(diào)；負(fù)責(zé)方案總體設(shè)計、理論分析、支護(hù)方案設(shè)計等；負(fù)責(zé)指導(dǎo)現(xiàn)場工業(yè)性試驗實施；負(fù)責(zé)研究報告撰寫；負(fù)責(zé)項目鑒定時的準(zhǔn)備、匯報及有關(guān)工作等。針對楊營礦井井底車場層段典型深井軟弱破碎巖體特點，通過對該類巖體工程的復(fù)合變形力學(xué)機(jī)制的研究，提出實施圍巖支護(hù)時序與自身承載能力的合理關(guān)系?；谙锏乐ёo(hù)的結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，提出了基于圍巖應(yīng)變與主動控制的新型平衡支護(hù)技術(shù)。研究了錨索與錨桿的協(xié)同作用，實現(xiàn)錨索與錨桿的讓壓距離協(xié)同，為本項目的順利實施做出了突出貢獻(xiàn)。七、深部礦井沿空掘巷工程理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用項目簡介：本課題針對東部礦區(qū)普遍面臨的采深大、構(gòu)造應(yīng)力復(fù)雜，開采困難等存在的難點，以山東能源臨礦集團(tuán)王樓煤礦12303綜采工作面為具體研究對象和實驗對象，針對王樓煤礦大采深、高應(yīng)力、煤柱留設(shè)不合理等問題，結(jié)合井下的現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場觀測、工業(yè)性試驗相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合研究，多種研究方法相互補(bǔ)充，相互印證。對大采深、高應(yīng)力條件下采場空間覆巖結(jié)構(gòu)時空運動規(guī)律、支承壓力分布特征、沿空巷道合理煤柱寬度、沿空巷道合理支護(hù)進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究。主要技術(shù)內(nèi)容與創(chuàng)新點：（1）建立了無煤柱沿空掘巷技術(shù)“大、小結(jié)構(gòu)”理論，明確了沿空掘巷巷道變形失穩(wěn)的力源和產(chǎn)生力源的巖層結(jié)構(gòu)組成。（2）完善了采場結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，根據(jù)“拱結(jié)構(gòu)”理論將采場模型空間形態(tài)劃分為“裂斷拱”和“應(yīng)力拱”，討論了四種覆巖結(jié)構(gòu)類型“應(yīng)力拱”形態(tài)，確定了影響采場結(jié)構(gòu)模型形態(tài)的影響因素作用程度；（3）建立了“內(nèi)應(yīng)力場”范圍是否擴(kuò)展判斷準(zhǔn)則，并利用Sierpinski分形幾何建立了煤壁突出范圍求解公式；提出了通過煤體應(yīng)力實時監(jiān)測、巷道斷面變形量監(jiān)測相結(jié)合方法，分析研究采場覆巖運動和應(yīng)力場分布演化規(guī)律；提出了一種新的思路來研究分析采場模型“時空”效應(yīng)。（4）科學(xué)定量地確定了影響采場覆巖空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。本項目的研究成果在王樓煤礦，山東省邱集煤礦、山東省田莊煤礦、山東東山新驛煤礦有限公司等多家單位均得到了成功應(yīng)用，每個工作面減小煤柱損失達(dá)2～5萬噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益上千萬元，消除了掘進(jìn)過程中煤炮頻繁、冒頂嚴(yán)重、支護(hù)變形破壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，避免了工作面因接續(xù)緊張的被動局面；實現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)。以優(yōu)化沿空巷道煤柱寬度、巷道計劃維修、松動卸壓、錨網(wǎng)支護(hù)為核心的主動控制思想與技術(shù)，以及深部礦井覆巖空間結(jié)構(gòu)和應(yīng)力場時空穩(wěn)定性預(yù)測理論、通過側(cè)向煤體應(yīng)力顯現(xiàn)特征反演覆巖結(jié)構(gòu)運動等新理念，是一次重大的技術(shù)革新，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)與社會效益。為其他類似條件礦井的工作面開采提供了寶貴經(jīng)驗，有極高的推廣使用價值。完成單位：山東東山王樓煤礦、山東科技大學(xué)完成人排序及貢獻(xiàn)：肖慶華：項目總負(fù)責(zé)人，提出了針對具體煤層條件和采動條件（包括巷道開掘位置、采高和開采程序等），參與建立起該結(jié)構(gòu)模型并確定相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，充分考慮了無煤柱開采圍巖結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)建立的無煤柱開采力學(xué)結(jié)構(gòu)模型重新定義了無煤柱沿空掘巷“大、小結(jié)構(gòu)理論”。投入的工作量占本人工作總量的56%。丁學(xué)賢：項目主要實施、應(yīng)用、推廣者。提出了工作面開采過程分兩個階段即非充分采動階段及充分采動階段。采場覆巖空間結(jié)構(gòu)主要是由工作面寬度決定的，工作面寬度一定時，覆巖空間結(jié)構(gòu)最大發(fā)展高度一定，研究了相互之間的關(guān)系。投入的工作量占本人工作總量的54%。文志杰：本項目主要研究人員。建立了“內(nèi)應(yīng)力場”范圍是否擴(kuò)展判斷準(zhǔn)則，并利用Sierpinski分形幾何建立了煤壁突出范圍求解公式；提出了通過煤體應(yīng)力實時監(jiān)測、巷道斷面變形量監(jiān)測相結(jié)合方法，分析研究采場覆巖運動和應(yīng)力場分布演化規(guī)律；提出一種新的思路來研究分析采場模型“時空”效應(yīng)。投入的工作量占本人工作總量的58%。諸葛祥華：項目主要實施、應(yīng)用、推廣者。提出了針對不同開采深度和覆巖結(jié)構(gòu)情況等既定條件的煤層，在不同采動條件(包括巷道開掘位置、采高、工作面長度及開采程序等)下巷道圍巖破壞和礦山壓力大小、分布及其隨采場推進(jìn)發(fā)展規(guī)律的模型定義為巷道結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。針對具體煤層條件和采動條件（包括巷道開掘位置、采高和開采程序等），科學(xué)正確地建立起該結(jié)構(gòu)模型和確定相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，是實現(xiàn)該工作面推進(jìn)過程中沿空掘巷事故災(zāi)害控制的基礎(chǔ)。投入的工作量占本人工作總量的52%。董勤凱：項目的現(xiàn)場主要負(fù)責(zé)人以及項目的推廣者。對該項目中利用課題組研發(fā)的柔性探測單元對采場推進(jìn)過程中支承壓力演化進(jìn)行了實測，得到了“內(nèi)外應(yīng)力場”分布范圍。將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，成功研究采場推進(jìn)過程中應(yīng)力分布規(guī)律。投入的工作量占本人工作總量的66%。呂玉廣：負(fù)責(zé)項目水文地質(zhì)的研究。提出了若煤（巖）體所承受的總應(yīng)力超過其強(qiáng)度，則發(fā)生破壞，支承壓力高峰向外側(cè)轉(zhuǎn)移。揭示了每一巖梁裂斷皆伴隨這一過程，形成由“裂斷拱”外各巖層支承壓力高峰組成的“應(yīng)力拱”，指出其范圍在開采走向和傾向上的垂直平面內(nèi)以拋物線形狀不斷向上擴(kuò)展。投入的工作量占本人工作總量的34%。秦念成：具體負(fù)責(zé)沿空掘巷工作面的統(tǒng)籌規(guī)劃，總體方案的設(shè)計人。給出了垮落巖層運動計算公式、斷裂巖梁斷裂步距計算公式、老頂“巖梁”構(gòu)成及各巖梁厚度的判定，采用上述運動條件可判斷出工作面巖層運動的“傳遞巖梁”結(jié)構(gòu)組成。通過實驗室模擬仿真實驗，證實模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果基本一致。并通過現(xiàn)場實測，獲得了工作面覆巖運動相關(guān)參數(shù)。投入的工作量占本人工作總量的31%郭東亮：負(fù)責(zé)沿空掘巷工作面的生產(chǎn)、接續(xù)及統(tǒng)籌規(guī)劃，組織沿空掘巷的施工設(shè)計。認(rèn)為采空區(qū)巖層變形與煤層開采高度、工作面寬度、上覆巖層力學(xué)特性、巖體力學(xué)參數(shù)、地應(yīng)力大小等諸多因素相關(guān)，特別是在復(fù)雜開采技術(shù)條件下，采空區(qū)巖層變形往往受不確定性的隨機(jī)因素影響，既有確定性的特征，同時又表現(xiàn)出不確定性與隨機(jī)性。為此，根據(jù)采空區(qū)邊緣煤層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，用非線性理論分析采空區(qū)巖層變形規(guī)律，建立了采空區(qū)巖層變形的灰色預(yù)測模型，預(yù)測采空區(qū)穩(wěn)定狀態(tài)。投入的工作量占本人工作總量的46%。王光齊：負(fù)責(zé)沿空掘巷工作面的生產(chǎn)、接續(xù)及統(tǒng)籌規(guī)劃，方案設(shè)計及圖紙的繪制。深部采場煤巖體力學(xué)特性與淺部有較大差異，傳統(tǒng)力學(xué)理論、方法與技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)于深部煤巖體，而應(yīng)該運用非線性力學(xué)理論。確定采場覆巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時間是無煤柱開采技術(shù)成功的關(guān)鍵。投入的工作量占本人工作總量的34%。八、高地壓低孔隙率煤層注水理論及工藝技術(shù)研究公示內(nèi)容項目簡介：該項目屬于煤礦災(zāi)害防治尤其是煤塵防治方面的研究。本項目主要針對星村煤礦高地壓低孔隙率煤層，具有沖擊傾向，工作面產(chǎn)塵濃度大和地溫高等問題，通過對煤層注水理論及工藝技術(shù)研究，運用系統(tǒng)工程的觀點，采用理論分析、實驗室測定、現(xiàn)場觀測等方法和手段，進(jìn)行了如下幾個方面的研究：，其中主要包括：煤層注水技術(shù)的基本理論、煤層注水方式、煤層注水設(shè)計參數(shù)、煤層注水影響因素、注水過程分析、注水濕潤機(jī)理以及濕潤劑特性研究等。，針對星村煤礦具體的地質(zhì)情況，采用理論與實驗室研究方法，進(jìn)行3煤層理化性能測定，為星村煤礦煤層注水提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3優(yōu)選了濕潤劑除塵機(jī)理及注水用滲透劑配方，研究了表面活性劑與煤塵表面作用的機(jī)理、表面活性劑的結(jié)構(gòu)與濕潤煤塵性能之間的關(guān)系等理論，并以此為基礎(chǔ)，通過表面活性劑的單體優(yōu)化實驗及其復(fù)配實驗，研發(fā)了注水用表面活性劑配方。，其中主要包括：鉆孔參數(shù)對煤層注水效果影響的研究、注水壓力與注水流量以及與時間的關(guān)系研究、注水方式對煤層注水效果研究等。5. 對工作面煤體高壓注水預(yù)裂與防塵、防沖、降溫技術(shù)、涉及煤層高壓注水技術(shù)的各方面影響因素進(jìn)行定量或定性分析，制定出相應(yīng)的防治和改進(jìn)措施，進(jìn)而形成一