三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术研究 实施方案
5研究工作基础条件
5.1技术力量
义煤集团铁生沟煤矿建矿投产10多年来,不断加强科技投入,注重科学研究,积累了丰富矿山开采和井巷工程理论研究和现场实践经验,目前具有一大批现场实践经验丰富的工程技术人员,为该项目的研究奠定了良好人力基础,保证了该项目现场测试的准确性和各项措施的顺利实施。
河南理工大学具有一大批实践经验丰富的、长期从事矿山压力与支护技术、地下工程围岩控制理论与技术、研究的专家、教授,可以为该项目研究做充分的人员和技术保证;
5.2试验设备
河南理工大学具有先进的矿山压力、相似材料模拟、岩石测试试验室和材料科学与工程实验室,能准确的测定煤层顶、底板岩力学性质及参数和煤层顶底板岩层的破坏变形相似模拟。大型相似材料模拟实验室和数值模拟实验,利用多功能三维相似模拟试验台,进行六面主动加载(各面压力单独可调),能实现模型岩层内部的三轴应力特征,能够对煤层顶底板岩层的破坏机理和失稳的影响因素进行模拟实验研究。利用FLAC数值模拟软件能够模拟验证顶底板以及各种现场测定数据的准确性和吻合性。
5.3相关研究成果
河南理工大学近年来所承担的相关课题《焦作矿区复杂应力三软煤层回采巷道工程实践和支护理论》、《复杂环境下围岩改性增强技术研究》、《三软煤层回采巷道水仓变形破坏机理与控制技术研究》、《极软煤层复合顶板回采巷道锚杆支护技术研究》《煤巷锚杆支护设计新方法及支护新技术》《高分散性纳米碳酸钙的合成与改性研究》等均取得了成功。编著出版《复杂应力区三软煤层回采巷道控制理论与支护技术》、《煤巷锚杆支护技术》等均获得了专家和学者的好评。
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6资金来源及概算
项目研究总经费:50万元,有义煤集团公司计划内提供30万元,铁生沟煤矿自筹20万。其中:外协研究经费30万元,见《技术合同书》。
(1)技术交流、技术培训费:5万元; (2)调研、购买技术资料费:7万元; (3)购买、租赁设备、仪器费:15万元; (4)直接消耗的材料、燃料、试验费:7万元; (5)论证、评审、验收费:3万元; (6)项目组人员工资、劳务费用:10万元。 (7)项目管理费用:2万元。 (8)研究报告编写、印刷费用:1万元
7研究计划进度
具体研究进展大致划分为五个阶段:
第一阶段(2012年11月~12月):现场调查、收集资料、煤层及围岩岩样采集,对现有的11150工作面三软煤层回采巷道现场矿压观测;实测了现有三软煤层回采巷道支承压力显现特征;
第二阶段(2013年1~3月):壁后充填材料的选择及其力学性能试验研究;聚丙烯纤维混凝土喷层材料力学性能试验研究;
第三阶段(2013年4~2013年6月):三软煤层回采巷道强力复合支护方案设计。采用“数值模拟”和“理论计算法”确定支护技术参数,设计出技术上可行、经济上合理的支护方案。并通过计算机数值模拟试验来验证方案的可行性。
第四阶段(2013年7月~2013年10月):在铁生沟煤矿回采工作面两巷选择试验地点进行工业试验。并对巷道掘进过程中的围岩变形、顶板离层进行观测,并对深部岩层变形情况进行钻孔窥视分析。根据矿压观测数据和钻孔窥视结果,
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进一步完善巷道支护方案,最终提出适合铁生沟煤矿三软煤层回采巷道强力复合支护技术最佳方案。
第五阶段(2013年11月~2013年12月):在铁生沟煤矿及周边矿井推广应用。
第六阶段(2014年1月~2014年3月):组织验收,根据理论研究、实验室测试和现场矿压监测以及推广应用情况撰写研究报告。总结研究工作,准备鉴定材料。
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