巖巷綜掘合理支護(hù)技術(shù)及施工工藝研究.pdf

1、伴隨我國安全高效礦井建設(shè)的迅猛發(fā)展，煤炭開采速度不斷提高，但紛繁復(fù)雜的地質(zhì)條件影響著巷道快速掘進(jìn)，掘進(jìn)作為煤炭開采先行工序，對(duì)于“重采輕掘”現(xiàn)象目前并沒有得到改善，采掘比例失調(diào)無法保證生產(chǎn)之間的順利接替，嚴(yán)重制約礦井的高效高產(chǎn)。經(jīng)調(diào)研統(tǒng)計(jì)，巖巷掘進(jìn)工程量占整個(gè)掘進(jìn)工程量的一半左右，然而，目前并沒有一套完整的巖巷綜掘快速掘進(jìn)施工工藝，尤其是巷道硬巖綜掘已經(jīng)成為淮北礦區(qū)無法進(jìn)行高效高產(chǎn)的重大瓶頸。因此，加快巖巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究對(duì)于確保采

2、掘協(xié)調(diào)，以及促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有著極其重要意義。
　　本論文以淮北礦區(qū)袁店二礦101采區(qū)運(yùn)輸上山及石門為工程研究背景，通過理論分析、現(xiàn)場實(shí)測(cè)、實(shí)驗(yàn)室三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)合ANSYS數(shù)值模擬等綜合研究方法，對(duì)巖巷綜掘快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深入研究，積極尋找適合袁店二礦巖巷綜掘快速掘進(jìn)成套工藝與技術(shù)?？焖倬蜻M(jìn)技術(shù)主要是掘、支、運(yùn)三個(gè)系統(tǒng)工程合理施工組織，掘、運(yùn)主要與機(jī)械設(shè)備有關(guān)，而支護(hù)不僅保證巷道安全穩(wěn)定而且在整個(gè)工序中占用時(shí)間最多，因此，本論文

3、主要從支護(hù)方面著手，分別確定軟巖和硬巖的合理支護(hù)參數(shù)，減少支護(hù)時(shí)間和成本，進(jìn)而提高掘進(jìn)速度和經(jīng)濟(jì)效益。
　　首先作者通過大量調(diào)研，分析得出淮北礦區(qū)綜掘快速掘進(jìn)存在的問題，總結(jié)了巷道支護(hù)是影響淮北礦區(qū)巖巷快速掘進(jìn)的最主要因素。通過理論分析得出了實(shí)驗(yàn)巷道三種巖性下的圍巖表面變形，結(jié)果顯示圍巖表面變形很?。煌ㄟ^現(xiàn)場實(shí)測(cè)圍巖表面變形隨時(shí)間變化規(guī)律，并利用最小二乘法進(jìn)行非線性擬合得到泥巖和砂巖的頂?shù)變蓭妥冃巫畲笾担c圍巖容許變形相差很大；通

4、過錨桿（索）測(cè)力計(jì)的現(xiàn)場實(shí)測(cè)得出頂幫錨桿錨索的受荷大小，得出均沒有達(dá)到其極限承載力；利用鉆孔攝像儀進(jìn)行圍巖松動(dòng)圈厚度測(cè)試，根據(jù)松動(dòng)圈支護(hù)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)巷道進(jìn)行圍巖分類判別；運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)巷道進(jìn)行數(shù)值模擬，得出該實(shí)驗(yàn)巷道在泥巖和砂巖下的變形很小，并模擬后期采動(dòng)影響下的圍巖變形；最終根據(jù)前述綜合研究方法得出目前支護(hù)的不合理性，并針對(duì)泥巖和砂巖提出合理支護(hù)參數(shù)，分別繪制了兩種巖性的快速掘進(jìn)的合理循環(huán)圖表，確定了不同巖性的施工工藝，