科创中国

       该成果针对深井高地应力、高瓦斯含量、低渗透率、三软复合顶板煤层群开采效率低和深部开采面临的安全技术问题难以突破的现状，提出了深井首采关键卸压层无煤柱沿空留巷Y 型通风煤与瓦斯共采新思路、新方法。

        提出了深井首采卸压层无煤柱沿空留巷Y 型通风煤与瓦斯共采技术新思路、新方法。研究了采动影响区内顶板岩层裂隙的动态演化规律和采空区侧“竖向裂隙发育区”，创立了留巷钻孔法煤与瓦斯共采理论、技术和方法。分析了沿空留巷内外层围岩结构稳定性控制规律，采用数值计算和相似材料物理模拟方法研究围岩应力演化过程与强采动影响条件下顶板锚杆支护结构的适应性，确定合理的巷内支护形式应为锚杆组合支护，进而提出沿空留巷巷内锚杆强化支护和巷内辅助加强技术相结合的控制原理，该原理包括巷道破裂围岩体强度强化、锚杆支护承载性能强化和围岩承载结构强化，以及超高强度杆体、高预紧力、系统高刚度为核心的新型“三高”锚杆强化支护技术。

        提出了适合岩层移动的留巷锚杆支护和辅助加强支护相结合的控制原理，形成了一套新型“三高”锚杆支护和自移式主动强力控顶支架辅助补强的留巷支护技术体系。研制了适宜井下高程变化，具有早强、高增阻、可缩性且可远距离泵送施工的大流态、自密实、绿色环保型新型充填材料；集成创新了充填材料远距离输送系统，自主研究创新了强支撑自移模板液压充填支架，建立了机械化快速构筑充填墙体工艺系统。揭示了Y 型通风方式下采区的空气压力场分布和卸压瓦斯的流动规律，消除了工作面瓦斯积聚。留巷钻孔法替代巷道钻孔法抽采卸压瓦斯，巷道工程量大大减少，效益和效率显著提高。

        采用沿空留巷工艺，取消了区段煤柱，提高了煤炭资源回收率，简化了生产系统。该研究课题采用无煤柱沿空留巷Y 型通风卸压开采，解决了深井高瓦斯、低渗透率、高地应力等复杂地质条件矿区煤与瓦斯共采技术难题。创造了深井复杂地质条件下沿空留巷综采月产36万吨的纪录，采区瓦斯抽采率70%以上。其成果集成创新了沿空留巷Y型通风煤与瓦斯共采关键技术所涉及的理论、技术、材料、装备及工艺系统，上述成果已成功应用于两淮矿区多个沿空留巷及留巷内钻孔抽采瓦斯的工作面，为今后深井低透气性高瓦斯煤层群煤与瓦斯共采提供科学可靠的技术保障和示范，取得了显著的经济、社会和环境效益。