小康矿极软岩回采巷道快速成巷技术研究

摘要

小康矿自建井以来，出现了翻修次数多、范围广、掘进速度慢、采掘失调等成巷难题。造成巷道的掘进、支护、运输困难，巷道事故频发，安全生产环境越来越差，给矿井正常的安全高效生产造成了严重的困扰。导致生产成本增加，在相当一段时间内，小康矿处于严重亏损状态。成巷难题成为小康矿发展的瓶颈。因此，如何解决小康矿极软岩快速成巷的难题关系到该矿能否进行正常的安全生产。
　　为解决小康矿成巷难，运用理论分析、数值模拟和工业试验等手段，提出了极软岩快速成巷技术;通过软岩分类多项指标分析，确定了围岩分类为极软岩;采用多点位移计，获得了小康矿松动圈半径;分析巷道失稳特点，得出了小康矿极软岩失稳的影响因素;采用岩石力学和理论力学，建立了围岩力学模型，获得了围岩的各区半径，确定了支护范围;运用关键部位耦合支护理论，得出原有巷道支护失稳的原因，确定了全断面锚网索耦合支护技术，采用FLAC3D验证了方案的可行性;分析了影响圆形巷道综掘机选型因素，确定了可施工圆形巷道EBZ160C综掘机，健全了该综掘机相应配套设施。
　　运输顺槽工业试验效果表明:各项监测指标确定围岩得到有效控制，综掘速度较原有光面爆破提高了50％。小康矿极软岩快速成巷技术解决了困扰该矿支护难、掘进速度慢和安全系数低的问题，对于地质条件相似矿井可以推广使用。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 论文研究背景及其意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软岩支护理论国内外研究现状

1．2．2 我国综掘机发展现状

1．3 论文主要内容

1．4 论文主要研究方法及技术路线

2 软岩巷道失稳破坏机理

2．1 软岩概念和分类

2．1．1 概述

2．1．2 软岩概念

2．1．3 软岩分类

2．1．4 小康矿软岩分类

2．2 极软岩巷道破坏特点及其影响因素

2．2．1 极软岩巷道失稳特点

2．2．2 影响巷道失稳破坏因素的分析

2．3 巷道失稳变形破坏机理分析

2．3．1 松动圈半径的确定

2．3．2 极软岩巷道失稳机理

2．4 巷道围岩力学模型分析

2．4．1 力学模型的建立

2．4．2 建立基本方程

2．3．3 围岩弹性区求解

2．4．4 围岩塑性区求解

2．4．5 围岩破碎区求解

2．4．6 小康矿工程实例应用

2．5 极软岩支护理论分析

2．5．1 锚网索耦合支护理论

2．5．2 软岩巷道支护理论选择

2．6 本章小结

3 全断面锚网索耦合支护设计

3．1 原有巷道分析

3．2 极软岩巷道支护设计原则

3．3 巷道断面形式与位置的确定

3．4 支护参数的确定

3．4．1 锚网初次耦合支护

3．4．2 锚索二次耦合支护

3．5 耦合支护施工工艺和施工难点

3．5．1 耦合支护施工工艺

3．5．2 耦合支护施工难点

3．6 全断面锚网索耦合数值模拟

3．6．1 模型的建立

3．6．2 模拟结果与分析

3．7 本章小结

4 极软岩圆形回采巷道综掘设备选型

4．1 光面爆破

4．1．1 光面爆破原理

4．1．2 光面爆破掘进的优缺点

4．2 回采巷道综掘设备的选型

4．2．1 确定综掘机选型的影响因素

4．2．2 掘进设备的确定

4．2．3 EBZ160C综掘机施工与工艺

4．3 EBZ160C综掘机相应配套设施

4．3．1 特制行走辅助橡胶垫

4．3．2 别顶杆临时支护

4．3．3 单轨吊车物料运输

4．4 本章小结

5 小康矿工业试验监测

5．1 运输顺槽监测目的

5．2 极软岩运输顺槽监测方案

5．2．1 巷道监测的布置

5．2．2 检测仪器使用情况

5．3 巷道监测数据处理

5．3．2 表面位移观测结果数据处理

5．3．2 锚杆载荷观测

5．3．3 超前支护15m两帮位移观测

5．3．4 新型软岩巷道综掘机组

5．4 本章小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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