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掘进王庄矿大断面沿空掘巷围岩变形制约与快速成巷技术网

收藏本文 2024-04-06 点赞:30809 浏览:136247 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:大采高工作面的大断面巷道快速掘进是煤矿安全高效生产的一个重要保障。本论文基于岩石基本力学性质测试、地应力测试、数值模拟浅析及现场调研监测,探讨了大采高工作面大断面巷道顶板的变形破坏机理,提出了巷道基本顶三角块结构并建立了相应的失稳判定法则,为沿空掘巷的窄煤柱合理宽度设计提供了依据;浅析了大采高动压巷道的围岩破碎机理,揭示了综放沿空掘巷在回采期间的大变形属结构效应,提出了采取高水速凝材料注浆和高强度预应力锚杆联合支护技术来制约巷道围岩的变形,现场运用效果良好。综合利用灰色论述优化快速掘进案例和利用神经元系统算法系统优化了快速掘进工序,最大限度地实现了多工序平行作业,使工作面掘进工序达到最佳匹配。对EBJ-120掘进机进行了前配套改造,研制了一种新型可伸缩式立体掘锚一体机,在锚杆钻机和掘进机空间布置上,采取二级液压伸缩装置使其互不干扰又能相互配合工作,完成并行作业;多自由度立体锚钻系统有两个锚杆钻机,能进行前后移动、水平横移、上下升降、旋转倾斜,可多方位、多角度的进行巷道顶板和侧帮锚钻作业。实现了综合机械化掘锚一体,提升了支护速度,提升了掘进设备的能力和有效度,为实现快速掘进目标提供了有力保障。关键词:快速掘进论文灰色论述论文注浆和高预应力锚杆联合支护论文EBJ-120掘进机论文新型可伸缩式立体掘锚一体机论文

    摘要6

    Abstract6-7

    详细摘要7-9

    Abstract9-16

    1 绪论16-24

    1.1 课题探讨背景和作用16-17

    1.1.1 课题探讨背景16-17

    1.1.2 探讨的作用17

    1.2 国内外相关探讨近况与动态17-22

    1.2.1 快速掘进巷道煤岩体的破坏规律探讨17-18

    1.2.2 大断面巷道综采覆岩移动规律探讨18-19

    1.2.3 矿井巷道围岩制约及支护探讨19-21

    1.2.4 大断面巷道快速掘进技术探讨进展21-22

    1.3 主要探讨内容和探讨技术路线22-24

    1.3.1 主要探讨内容22

    1.3.2 探讨技术路线22-24

    2 王庄矿工程地质概况及煤岩体力学特性浅析24-42

    2.1 前言24

    2.2 王庄煤矿工程地质概况24-25

    2.3 王庄煤矿岩石单轴压缩试验结果及浅析25-31

    2.4 王庄煤矿岩石间接拉伸试验结果及浅析31-36

    2.5 王庄煤矿岩石三轴压缩试验结果及浅析36-40

    2.6 本章小结40-42

    3 王庄动压沿空掘巷围岩应力分布及窄煤柱合理设计42-54

    3.1 前言42-43

    3.2 王庄5210工作面回风巷围岩应力分布演化规律43-46

    3.2.1 采空区侧向支承压力的演化规律43-44

    3.2.2 巷道掘进引起的围岩应力分布演化规律44-46

    3.2.3 瓦斯巷掘进对风巷围岩变形的影响46

    3.3 沿空掘巷三角块结构的力学模型及稳定性探讨46-50

    3.3.1 沿空掘巷基本顶三角块结构力学模型47-48

    3.3.2 沿空掘巷基本顶三角块结构的稳定性力学浅析48-50

    3.4 沿空掘巷窄煤柱的稳定性浅析及合理煤柱设计50-53

    3.4.1 不同阶段沿空掘巷窄煤柱的应力分布规律50-51

    3.4.2 不同阶段窄煤柱的变形破坏机理51

    3.4.3 不同煤柱宽度对巷道变形的影响51-52

    3.4.4 沿空留巷窄煤柱宽度的合理设计52

    3.4.5 维护窄煤柱稳定的锚杆支护技术52-53

    3.5 本章小结53-54

    4 动压沿空掘巷注浆加固及高强预应力锚杆联合制约技术54-68

    4.1 前言54-55

    4.2 王庄动压沿空掘巷锚杆支护技术55-61

    4.2.1 锚杆与围岩的相互作用机理55-56

    4.2.2 锚固体与围岩相互作用的实测浅析56-57

    4.2.3 围岩应力、位移分布与锚杆支护联系的数值模拟57-59

    4.2.4 锚固体与外部围岩相互作用59-60

    4.2.5 综放沿空掘巷锚杆支护技术60-61

    4.3 王庄动压沿空掘巷破碎围岩注浆加固机理61-64

    4.3.1 破碎强化破碎围岩强度61

    4.3.2 围岩变形历程中锚杆锚固力的变化规律61-62

    4.3.3 注浆固化材料的选择及其力学性能62-63

    4.3.4 高水速凝材料注浆试验探讨63-64

    4.4王庄动压巷道高强预应力锚杆及注浆加固联合支护现场试验64-66

    4.4.1 注浆和高强预应力锚杆联合支护技术路线64

    4.4.2 注浆和高强预应力锚杆联合支护效果64-66

    4.5 联合支护后技术经济效益浅析66-67

    4.6 本章小结67-68

    5 大断面沿空掘巷快速掘进机前配套改造设计及性能浅析68-86

    5.1 前言68-69

    5.2 快速掘进设备选型配套基本原则及影响因素69-70

    5.3 快速掘进设备主要设备选型70-73

    5.4 EBJ-120掘进机前配套改造设计73-77

    5.4.1 EBJ-120掘进机原设计案例有着的不足73-74

    5.4.2 EBJ-120掘进机改造设计案例的倡议和要求74

    5.4.3 EBJ-120掘进机改造案例设计浅析74-75

    5.4.4 EBJ-120掘进机改造案例设计思路75-77

    5.5 EBJ-120掘进机钻臂结构详解示意图77-84

    5.5.1 EBJ-120掘进机钻臂系统布置示意图77-81

    5.5.2 EBJ-120掘进机钻臂结构部件示意图81-84

    5.6 EBJ-120掘进机改造设计的特点简要浅析84

    5.7 本章小结84-86

    6 大断面煤巷综掘快速成巷案例设计与优化浅析86-116

    6.1 前言86

    6.2 王庄煤矿快速成巷施工案例综合浅析及评价86-91

    6.2.1 灰色关联度评价的论述基础87-89

    6.2.2 快速掘进的灰色关联度指标评价系统89

    6.2.3 快速掘进的灰色关联度的指标权值89-90

    6.2.4 快速掘进的灰色关联度的关联系数及最终案例确定90-91

    6.3 大断面煤巷快速掘进实际施工工序与案例优化91-97

    6.3.1 大断面巷道快速掘进工序的简要介绍91-92

    6.3.2 人工神经网络的主要特点及模型92

    6.3.3 快速掘进工序案例人工神经网络评价及优化92-97

    6.4 大断面煤巷快速掘进现场监测97-106

    6.4.1 快速掘进锚杆无损智能检测仪器98-101

    6.4.2 快速掘进巷道顶板离层监测系统101-103

    6.4.3 快速掘进巷道顶板离层监测系统信号传输及地面显示103-106

    6.5 大断面煤巷快速掘进工业性试验与效果浅析106-111

    6.5.1 快速掘进工业试验工作面位置106-107

    6.5.2 快速掘进工作面的主要参数107-108

    6.5.3 掘锚一体机初期试验及浅析108-111

    6.5.4 掘锚一体机改善试验及浅析111

    6.6 大断面煤巷快速掘进的技术经济社会效益浅析111-113

    6.6.1 大断面煤巷快速掘进的技术效益浅析112

    6.6.2 大断面煤巷快速掘进的经济效益浅析112-113

    6.6.3 大断面煤巷快速掘进的社会效益浅析113

    6.7 本章小结113-116

    7 主要结论116-120

    7.1 本论文主要探讨内容及结论116-117

    7.2 论文主要革新性探讨成果117-118

    7.3 下一步工作的展望118-120

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