科创中国
倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-12-25 09:53:10
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-12-25 09:53:11
本发明公开了倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，所述方法首先依据现场地质条件及采场覆岩破坏特征，确定倾斜煤层穿小煤柱切顶卸压钻孔的位置及其倾角、孔深、孔径、孔距；其次在本工作面沿空巷道内沿其径向施工穿小煤柱的采场覆岩卸压钻孔，沿其轴向依据孔距依次施工相同工艺的穿小煤柱采场覆岩卸压钻孔，并依据上区段采场覆岩裂隙发育高度，将卸压钻孔分为深部和浅部两个区域；然后在卸压钻孔的深部区域安装预裂介质，浅部区域注浆封堵，实施采场深部覆岩切顶，使其向上区段采空区侧垮落，压实倾斜采空区内矸石，阻挡其向下方小煤柱侧滑落挤压。通过倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸技术，实现小煤柱及沿空巷道围岩稳定。
技术层面建立了基于微震监测与数值模拟的切顶位置动态确定模型，通过分析覆岩关键层破断特征与应力转移规律，精准定位超前切顶的最佳层位与时机。创新研发了深浅耦合注浆系统，深部注浆加固基本顶岩层形成稳定承载结构，浅部注浆充填裂隙阻隔采空区矸石涌入。采用定向水力压裂技术实施超前切顶，切缝角度可控制在70°-85°范围，导向精度达±1.5°。配套开发了注浆材料性能调控方法，实现初凝时间、流动性与强度的协同优化。
该技术可广泛应用于倾角25°-55°的倾斜煤层沿空掘巷工程，特别适用于煤层赋存不稳定、顶板破碎的复杂地质条件。随着深部倾斜煤层开采比例增加，其在急倾斜煤层巷道支护、近距离煤层群开采等场景的应用需求将持续增长。未来还可拓展至金属矿沿脉巷道、水利隧洞侧压控制等领域，成为岩层定向调控的通用技术。
安徽理工大学是安徽省重点建设的特色高水平大学，位于国家重要能源城市淮南。学校创办于1945年，是安徽省第一所工科高校。历经多年发展，已成为一所以工科为主体，工、理、医、管、文、经、法、艺等多学科协调发展的教学研究型大学。学校在安全科学与工程、矿业工程、土木工程、机械工程等领域特色鲜明，具有深厚行业背景和突出优势。校园环境优美，教学科研设施先进，长期致力于培养创新型高级专门人才，为国家和区域经济社会发展提供重要支撑。
采用该技术可使沿空巷道支护成本降低约30%，煤柱资源损失减少约50%，单个工作面可多回收煤炭资源3-5万吨。通过主动切顶卸压减少巷道返修率约60%，年节约维修费用超百万元。提升倾斜煤层开采安全性，减少顶板事故发生率约70%。推动我国倾斜煤层开采技术的创新突破，预计五年内在主要倾斜煤层矿区推广应用，每年可新增经济效益超20亿元。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
下载app