[01138224]动力扰动下巷道锚固结构弱化失效机理及强化控制技术

项目对动力扰动下巷道锚固结构弱化失效机理及强化控制技术进行了系统研究,以理论攻关、试验探索、工程实践等方式取得了一系列直接面向工程应用的创新性技术、发明专利以及高水平论文等科研成果,形成了动力扰动下巷道围岩失稳及控制基础理论与关键技术,有效促进了矿山开采从“被动应付型”向“主动保障型”的转变。主要创新成果如下： （1）发展了动力扰动下巷道围岩失稳及控制基础理论 动载荷作用下将岩石看作具有损伤体的与粘缸模型,建立了动载下巷道围岩支护损伤模型。基于离散元理论,采用物理模拟和数值模拟相结合的方法进行泥岩软弱和遇水强度弱化特性研究,并提出了一种泥岩跨尺度研究方法。建立“三介质两界面”力学模型分析了动力扰动下巷道围岩锚固结构弱化失效致灾机理。 （2）攻克了动力扰动下巷道主动防控关键理论与技术 提出了基于能量平衡的巷道支护技术原理。针对强动压巷道围岩破碎的特点,研发了“二次强力锚注”支护技术,在盘江矿区山脚树煤矿得到了成功应用。针对普通矿用锚索单根钢绞线强度低、抗冲击载荷能力差等缺点,研发了矿用新型锚索束支护结构,并在现场得到了成功应用。 （3）解决了泥质动压巷道围岩失稳破坏预测关键技术 基于离层类指标、变形类指标、支护结构受力指标和松动圈范围指标4大类10项指标,基于层次分析法将巷道稳定性分为4个级别,为及时调整支护方案提供依据。借助物元可拓性定性方法和可拓关联函数定量方法,提出了一种新的含软弱夹层顶板巷道安全评价模型,对实际生产矿井该类巷道的评价指标进行数据预处理,得到反映软弱夹层顶板巷道安全状况的5种等级,即非常危险、危险、相对安全、较安全、安全,并为控制对策提供理论依据。 本项目发表核心期刊以上学术论文33篇,其中SCI 收录22篇,EI 收录7篇;授权发明专利8项,出版学术专著\教材3部,培养研究生20余名。在贵州盘江精煤股份有限公司山脚树煤矿、六盘水市钟山区正高煤矿等建立了应用示范基地。项目成果有力促进了煤炭行业科技进步,同时也丰富和发展了动力扰动下巷道围岩控制理论,对减少矿山顶板事故发生和推动安全发展具有重要意义,有力地推动了我国矿山安全生产的科技进步,同时也将为贵州省煤炭产业高质量发展提供智力支持。