“煤礦千米深井圍巖控制及智能開(kāi)采技術(shù)”專輯特邀主編致讀者

·康紅普

深地資源開(kāi)發(fā)是我國(guó)未來(lái)科技發(fā)展的重要方向，深部煤炭資源安全高效 開(kāi)采是煤炭行業(yè)必須攻克的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)埋深1 000 m 以下的煤炭資源非 常豐富，主要分布在中東部地區(qū)。該地區(qū)的大部分煤礦已進(jìn)入深部開(kāi)采，最大 開(kāi)采深度超過(guò)1 500 m，帶來(lái)一系列開(kāi)采與巖層控制難題。為保證我國(guó)煤炭工 業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、國(guó)家能源安全及中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的能源供給，千米深井 煤炭資源安全高效開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行

與淺部煤礦相比，千米深井最大的特點(diǎn)是地應(yīng)力高、采動(dòng)影響強(qiáng)烈。已有 的地應(yīng)力測(cè)量數(shù)據(jù)表明，有些千米深井的最大主應(yīng)力超過(guò)40 MPa，明顯高于 煤層和一些巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，致使圍巖變形與破壞特征發(fā)生顯著變化，突 出表現(xiàn)為流變性、擴(kuò)容性和沖擊性。巷道開(kāi)挖后即表現(xiàn)為變形大、持續(xù)時(shí)間 長(zhǎng)、穩(wěn)定性差，受到工作面強(qiáng)烈采動(dòng)影響后，圍巖變形與破壞進(jìn)一步加劇，甚至 出現(xiàn)冒頂、沖擊地壓等災(zāi)害; 采煤工作面礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈，煤壁片幫、頂板冒落及 支架損壞現(xiàn)象突出。適用于中淺部煤礦的開(kāi)采與圍巖控制技術(shù)不能解決千米 深井難題。此外，智能開(kāi)采是煤礦實(shí)現(xiàn)安全高效開(kāi)采的有效途徑，近年來(lái)該項(xiàng) 技術(shù)在我國(guó)煤礦發(fā)展迅速，在一些中淺部或地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單的礦井得到推 廣應(yīng)用。然而，由于千米深井開(kāi)采環(huán)境的特殊性，目前還沒(méi)有適合高應(yīng)力、強(qiáng) 采動(dòng)礦井的智能化開(kāi)采技術(shù)

鑒于此，國(guó)家在“十三五”期間，將“煤礦千米深井圍巖控制及智能開(kāi)采技 術(shù)”列入國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，吸納了10 家我國(guó)煤礦圍巖控制與智能開(kāi)采 領(lǐng)域一流的科研機(jī)構(gòu)、高等院校和煤炭企業(yè)，形成了多學(xué)科、多層次的高水平產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。圍繞千米深井圍巖控制與智能開(kāi)采，綜合考慮巷道和采煤 工作面相互影響，以合理加大工作面長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集約化，降低掘進(jìn)率、提高 煤炭采出率為思路，以“應(yīng)力場(chǎng)―圍巖變形―圍巖控制―開(kāi)采與圍巖控制的智 能化―井下試驗(yàn)”為主線，系統(tǒng)研究4 個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題: 高地應(yīng)力與超長(zhǎng)工作 面強(qiáng)采動(dòng)應(yīng)力疊加作用下巷道圍巖大變形機(jī)理; 高應(yīng)力、強(qiáng)采動(dòng)巷道圍巖支護(hù) -改性-卸壓“三位一體”協(xié)同控制原理; 千米深井超長(zhǎng)工作面應(yīng)力與覆巖結(jié) 構(gòu)演化機(jī)理; 超長(zhǎng)工作面多信息融合的智能開(kāi)采模式，研發(fā)形成千米深井巷道 圍巖支護(hù)-改性-卸壓“三位一體”協(xié)同控制及基于千米深井超長(zhǎng)工作面礦壓 規(guī)律的智能開(kāi)采技術(shù)體系。目前，項(xiàng)目研發(fā)時(shí)間已經(jīng)過(guò)半，取得了一些階段性 研究成果，并在中煤新集口孜東煤礦進(jìn)行了井下示范工程。

本期前16 篇論文集中報(bào)道了“煤礦千米深井圍巖控制及智能開(kāi)采技術(shù)” 研究團(tuán)隊(duì)的階段性研究成果，包括千米深井高應(yīng)力強(qiáng)采動(dòng)巷道圍巖大變形理 論、超長(zhǎng)工作面采動(dòng)應(yīng)力演化規(guī)律、巷道圍巖控制原理與技術(shù)、巷道圍巖注漿 改性材料、超長(zhǎng)工作面巖層控制與智能開(kāi)采技術(shù)等5 個(gè)方面的內(nèi)容，希望專題 的刊出可為煤礦千米深井開(kāi)采與圍巖控制提供借鑒。

在本專輯出版之際，衷心感謝行業(yè)有關(guān)專家學(xué)者在百忙之中對(duì)論文的認(rèn) 真評(píng)審。同時(shí)，感謝為項(xiàng)目提供技術(shù)指導(dǎo)和幫助的所有專家，及完成井下示范 工程的技術(shù)人員和施工隊(duì)伍。