[00954277]松散富水砂岩巷道安全高效掘支技术

立项背景：鄂尔多斯市中北煤化工有限公司所属色连二矿3-1煤回风大巷位于侏罗系煤层富水砂岩顶板中，该层岩石遇水成泥、遇风成砂，且抗拉强度很低。巷道施工中，工作面持续涌水，水与破碎岩石混合很快形成粘稠状混合物，工作面环境非常恶劣，最高月成巷速度仅46.5m。已掘巷道淋水严重，围岩强度大幅降低，同时锚杆索也因浸水而锈蚀严重，后期安全隐患很大。 对此，安徽理工大学、淮矿西部煤矿投资管理有限公司、鄂尔多斯市中北煤化工有限公司和中国矿业大学（北京）联合成立课题攻关组，历经艰难，终于攻克难关，确保了安全与高效双收益。 主要研究内容：（总体思路、技术方案）（1）研究内容：松散富水砂岩巷道安全高效施工防治水技术、机械化作业线配套、安全高效施工工艺及施工组织、围岩支护技术。（2）总体思路:超前钻孔、提前疏放水是项目关键，快速施工工艺是项目核心，管理模式是重要保障,巷道成型必须保证。（3）技术方案:施工影响因素分析、疏排水方案制定、最佳作业方式选择、机械化设备配套分析、机械化快速施工工艺研究、劳动组织及循环图表编制、配套管理模式研究、现场工业性试验与应用。（三）创新成果总结： 项目揭示了侏罗系松散富水砂岩中静含水是影响巷道施工进度和围岩稳定性的本质因素，提出并有效实施了“长短组合、斜仰角并举”巷旁钻孔疏放水技术，给出了“1-2-2-2-2-1”机械化快速施工新工艺及“14311”施工管理模式，提出并有效实施了预设周边眼巷道成型技术和单锚双网双盘支护技术。项目在色连二矿得到成功应用，取得了显著的经济和社会效益，经中国煤炭协会组织的专家鉴定委员会鉴定，研究成果达到国际先进水平。 授权专利：该项目共获授权发明专利2项、实用新型专利2项。 技术经济指标：该项目技术实施前，巷道月平均成巷速度仅33m，最高月成巷速度46.5m。该项目技术实施后，平均月成巷速度约210m，最高月成巷速度339.5m。 应用该项目技术后，巷道施工期较设计施工期缩短16个月,平均月成巷速度较之前提高5倍以上。 该项目技术应用前，巷道表面超设计断面不规则凹入程度在800—1000mm，且在巷道断面中占比约70%。应用该项目技术后，上述凹入程度降至50—150mm左右，且在巷道断面中的占比低于20%。 推广应用情况：该项目整体技术自2014年4月开始即在色连二矿3-1煤回风大巷（设计长度3471m）和胶带机大巷（设计长度2937m）得到了成功的应用与推广。 经济和社会效益：（1）经济效益：项目总体经济效益为9.092亿元，近三年经济效益为6.0315亿元。（2）社会效益：作为中国西部地区侏罗系煤层松散富水砂岩顶板巷道的一个缩影，该技术具有很大的推广应用价值，因此社会效益也十分突出。