大断面复合顶板煤巷快速掘进技术研究

摘要

随着我国安全高效矿井建设的迅猛发展，复杂地质条件下巷道掘进必然会带来新的问题，严重制约了矿井的安全生产，采掘接续尤为紧张。煤巷快速掘进技术是通过实现掘、支、运三大工序的快速截割、合理化支护、机械化装运及其之间的优化配置，从而最大限度提高单进水平和劳动效率，改善安全环境和工程质量，降低巷道成本的实用技术。要保持矿井可持续发展，高地应力、复合顶板、大断面煤巷快速掘进便成为相当现实而重要的工程问题。
　　 本文以新集刘庄煤矿121102工作面机巷为工程背景，通过FLAC数值模拟结合现场实测、理论分析等综合研究方法，对大断面复合项板煤巷快速掘进技术进行研究。首先研究121102机巷复杂地质条件的表现特征，复合顶板容易冒落，瓦斯含量较高、高地应力、断层等影响，加之大断面的施工导致岩石工程量大，影响煤巷快速掘进。通过数值模拟和理论分析，进行巷道断面最佳破顶高度优化、巷道断面形式比较分析以及巷道分步分级支护技术研究，提出人造拱形断面及滞后迎头一段距离的弱化支护技术。通过分析影响快速掘进的因素，提出了具体的解决技术措施，对快速掘进工艺流程及方案进行了优化。通过建立快速掘进管理保障机制，最大限度的实现多工序平行作业，有效地保障了安全高效快速掘进。通过现场实测，获得了复杂条件的煤巷快速掘进围岩变形规律，并成功运用到工程实践中，对大断面复合顶板煤巷快速掘进技术的研究具有重要意义。