巖層控制的關(guān)鍵層理論與實(shí)踐
簡(jiǎn)介：獲省部級(jí)科技進(jìn)步（包括自然科學(xué)）一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)；獲國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)1項(xiàng)；獲國(guó)家專利5項(xiàng)。隨著大范圍地下煤炭的采出，會(huì)造成覆巖的劇裂變形、破斷和移動(dòng)，從而引發(fā)采場(chǎng)頂板冒落、瓦斯突出、突水、地下水資源流失、地面建筑物和環(huán)境破壞、向大氣排放大量瓦斯及有害氣體等重大災(zāi)害性事故。在巖層控制的關(guān)鍵層理論與實(shí)踐研究中，針對(duì)煤系地層的特殊地質(zhì)構(gòu)造特征，創(chuàng)造性地把采動(dòng)覆巖整體視作受特殊結(jié)構(gòu)控制的多相介質(zhì)，是這種特殊結(jié)構(gòu)隨采動(dòng)的演化而引起采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)、巖層和地表移動(dòng)以及水和瓦斯在裂隙內(nèi)的運(yùn)移等采礦工程問題，從而可以在實(shí)踐中指導(dǎo)開發(fā)有關(guān)煤礦開采、安全和環(huán)境保護(hù)等方面的創(chuàng)新技術(shù)。目前，本項(xiàng)研究已經(jīng)指導(dǎo)開發(fā)成功并取得顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的技術(shù)有：高產(chǎn)高效超長(zhǎng)綜放工作面開采技術(shù)；綜放大斷面沿空留巷技術(shù)；治理綜放工作面瓦斯超限的J型通風(fēng)系統(tǒng)；煤與瓦斯共采新技術(shù)；神東礦區(qū)厚風(fēng)積沙、薄基巖淺埋煤層特殊礦壓控制技術(shù)城鎮(zhèn)地區(qū)密集建筑物下不搬遷采煤等。
主要技術(shù)特點(diǎn)：針對(duì)煤礦開采中覆巖復(fù)雜的破斷與運(yùn)動(dòng)特征，抓住起主要控制作用的硬巖層作為主要研究對(duì)象，建立了巖層控制的關(guān)鍵層理論，由此獲得了采動(dòng)巖層變形破斷全過程及破斷后的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了礦山壓力、巖層與地表移動(dòng)、采動(dòng)巖體裂隙內(nèi)水與瓦斯的運(yùn)移、卸壓瓦斯開采、突水防治等方面研究的有機(jī)統(tǒng)一。利用關(guān)鍵層的破斷規(guī)律與結(jié)構(gòu)特征，開發(fā)了能實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)的超長(zhǎng)綜放工作面開采巖層控制技術(shù)；開發(fā)了綜放大斷面沿空留巷新技術(shù)；開發(fā)了神東礦區(qū)厚風(fēng)積沙、薄基巖淺埋煤層開采的特殊礦壓控制技術(shù)；開發(fā)了基于綜放小斷面沿空留巷技術(shù)的治理工作面瓦斯超限的J型通風(fēng)系統(tǒng)。揭示了采動(dòng)覆巖裂隙動(dòng)態(tài)發(fā)育規(guī)律和卸壓瓦斯流動(dòng)的“O”形圈通道，開發(fā)了能實(shí)現(xiàn)資源開采和瓦斯災(zāi)害防治并舉的煤與瓦斯共采新技術(shù)。揭示了覆巖關(guān)鍵層與表土層對(duì)開采沉陷的耦合作用機(jī)理，建立了以主關(guān)鍵層穩(wěn)定為基礎(chǔ)的建筑物下采煤設(shè)計(jì)原則，并指導(dǎo)城鎮(zhèn)地區(qū)密集建筑物下不搬遷采煤實(shí)踐。
應(yīng)用情況：本項(xiàng)研究已出版專著3部（其中1部已獲江蘇省優(yōu)秀圖書一等獎(jiǎng)）；發(fā)表論文100余篇，其中被SCI、EI、ISTP收錄60篇，被他人引用100多次，其標(biāo)志性論文《巖層控制中的關(guān)鍵層理論研究》已被引用39次，《巖層控制的關(guān)鍵層理論》專著被引用9次，他人引用“關(guān)鍵層”一詞的文獻(xiàn)共計(jì)97篇；獲國(guó)家專利5項(xiàng)。本項(xiàng)研究指導(dǎo)開發(fā)成功，并取得顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的技術(shù)已在潞安、兗州、平頂山、徐州、淮北、淮南、陽泉以及神東礦區(qū)得到推廣應(yīng)用。
服務(wù)方式：合作開發(fā)、技術(shù)指導(dǎo)