近年来,随着各类矿井向深部延伸,具有深部开采特点的巷道破坏工程技术问题相继出现,尤其是深部巷道的“分区破裂化现象”是否存在,存在条件是什么,深部巷道支护与控制对策是什么,此类问题是当前国际岩石力学与工程领域的争论焦点和研究重点之一,直接关系到深部矿井的开采前景和未来。
中国工程院院士、科技部煤炭开采与环境保护国家重点实验室主任袁亮组织研究团队联合顾金才院士研究团队开展攻关,研制出“深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置”,该装置可模拟开采深度2000米,岩层倾角0~900,三向压力可随意调节,可实现三向加载,是国际上模型尺寸最大、测试手段最全、自动化程度最高的模拟实验装置,总体处于国际领先水平。
2012年6月至2013年5月,依托安徽淮南矿业(集团)公司组建的深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,通过这套实验装置先后进行9块模型模拟实验研究,模拟了深部开采中巷道不同的应力环境及爆破突然卸压、偏心加载等受力条件,系统研究了分区破裂化现象,在所研究范围内,得出“只有在最大主应力与巷道轴向方向一致时,才可能发生分区破裂化现象”的结论。
国内岩石力学与工程领域众多知名专家学者现场考察试验研究后一致认为,通过相似材料模拟研究分区破裂化的发生条件和机理,在分区破裂化研究方面取得重大突破,研究成果具有鲜明的原发性和创新性,丰富完善了深部巷道围岩破裂的基础理论,对学术界及工程界具有重大的指导和现实意义,为煤矿深部巷道合理支护技术提供了科学的依据,达到了国际领先水平。下一步,袁亮院士及其研究团队将围绕分区破裂化现象开展现场测试和深部巷道支护对策研究,把研究成果尽快转化为现实生产力,解决深部巷道分区破裂化支护难题。
(孟建兵)