本课题将针对深部岩体所处的“三高一扰动”环境,融合现场、理论、实验等多种研究手段,重点研究深部采动岩体变形破坏的时空演变转化规律及其二次稳定性的规律,形成深部开采岩基稳定性控制理论以及关键层为核心的深部采动覆岩变形-破坏-移动的全过程理论,并开发相应的控制技术。
课题按计划完成了研究任务,并对新发现问题进行拓展性研究。主要成果(1)根据"深部"地层成岩和岩性不同、固气水压与温度等环境不同和工程影响不同,表现为工程危害不同,提出"深部"概念和岩石工程评价体系。(2)研制了具有自主知识产权的岩爆模拟实验系统、工程破坏过程模型实验系统、巷道三维模拟试验系统及数字散斑量测系统、岩石水理作用测试系统等具有深部特色的试验系统,并完成大量试验研究。(3)开发了适合于深部开采岩体大变形力学特性的设计分析软件并用于多项分析研究。(4)证明了岩石峰值处断裂、峰值后的结构性行为,并会有"多级相变",使其强度衰减、出现受力、变形运动的多样性。(5)实验证明厚壁圆筒岩石有环形断裂行为,据此指出围岩"分区断裂"性质和形成规律。(6)证明用电磁辐射指标评价煤岩冲击倾向性的可靠性,并以此提出冲击矿压分级预测方法。(7)基于以上研究提出解决深部巷道稳定的围岩支护耦合技术、以底角锚杆为特色的煤巷底臌三级控制技术、煤巷应力转移等技术,成果获国家及省部级奖励。(8)结合兖州等矿区试验提出综放开采时覆岩与顶板移动规律及采场覆岩复合关键层的复合梁效应及地表移动影响,并进行不迁村充填试验