矩形巷道

摘要： 选取矩形巷道作为受限空间模型,基于镜像射线追踪法,通过仿真及实验分析验证了全向天线和不同的定向天线对受限空间内电波覆盖的影响。在巷道、矿井这类受限空间中,定向天线的第一分界点比全向天线的第一分界更远;在矩形巷道中,半功率宽度对电波覆盖效果起着至关重要的作用,同时可以通过适当增加第一零点宽度来改善电波的覆盖效果;定向天线存在辐射盲区,在定向天线的辐射盲区内,全向天线的接收功率高于定向天线的接收功率,在定向天线的辐射区域内,定向天线的接收功率高于全向天线的接收功率。研究内容对矩形巷道中无线通信系统的天线的设计、选型及优化布局具有指导意义。

摘要： 通过将煤层顶板简化为只发生剪切变形的剪切梁模型,对开挖后煤层的横向变形进行分析;进而以煤层的横向变形为参量,结合锚杆已有的本构解析解,建立矩形巷道锚杆应力计算模型,对其中性点位置特征进行分析。研究结果表明:锚杆在矩形巷道煤层中的应力分布也符合中性点理论的假设,剪力沿锚杆先减小,后改变方向增大,轴力先增大后减小;在中性点位置,剪力为零,轴力达到峰值。当煤岩弹性模量增加时,锚杆中性点到洞壁的距离减小,轴力峰值减小;当煤岩横向应力系数增加时,锚杆中性点到洞壁的距离增大,轴力峰值减小。

摘要： 为选取合理的巷道断面形状,使围岩受力均匀,从而对降低围岩的破坏性,分析将矩形巷道支护优化改为圆弧形巷道支护形式后两种状态下顶底板的变形情况。结果表明,圆弧形巷道支护形式下的顶底板变形量均小于矩形巷道,且出现底鼓的范围也比矩形巷道明显要小,圆弧形巷道支护设计方案能够减小围岩的变形,支护效果安全有效。

摘要： 复合顶板巷道围岩支护是巷道支护的难点。鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司龙王沟煤矿61607主运顺槽巷道顶板为复合顶板,巷道顶板易冒顶,控制难度较大。为解决此难题,龙王沟煤矿采用数值模拟与现场试验相结合的方法,探究复合顶板矩形巷道的支护技术,通过采用锚网索联合支护技术方案,有效控制了复合顶板矩形巷道的变形破坏,保证了巷道的长期稳定。

摘要： 为解决矩形巷道顶板因应力集中易产生冒顶破坏问题,以安居煤矿C2316工作面运输巷为研究背景,采用理论计算、数值模拟等得出了巷道失稳破坏的原因,并通过支护优化进行改善。结果表明,通过理论计算得出巷道顶板松动圈的高度为L_(s)=3 m,两帮的松动圈宽度为L_(e)=2.5 m,原支护方案锚杆长度未穿过巷道松动圈。因此,提出了将巷道顶板锚杆支护改为全锚索支护,帮部锚杆长度由1 800 mm换成3 000 mm方案后。经现场实践,巷道顶板移近量、两帮收敛量分别达到30 mm, 28 mm,巷道围岩变形量得到有效控制,满足安全生产要求。

摘要： 针对大断面矩形巷道围岩应力这一问题,将矩形巷道应力问题简化为无限大弹性平面内的矩形孔问题。对应力在复平面内的一般表达式与边界条件进行保角变换,得到复平面上矩形孔应力分量表达式,通过推导得出了矩形巷道在极坐标系下单位圆的映射函数,进而得出矩形巷道围岩应力的弹性解。通过依照目标巷道的地质环境对解析式不同参数赋值,利用MATHCAD与ORIGN得出了保角变换后巷道的等效轮廓线以及在极坐标下不同宽高比与侧压系数下的径向应力分布规律。通过极坐标系向直角坐标系的转化公式描绘出了在巷道不同位置应力变化趋势。结果表明巷道宽高比宽高比越大,帮部应力越小,顶板应力越大。侧压系数越大,顶板应力峰值越大。

摘要： 利用FLAC3D软件建立埋深1000 m的矩形巷道模型,分析了巷道围岩应力状态及位移量受不同侧压系数影响的变化.结合岩爆判据,得出岩爆等级及最安全侧压条件,并判断可能发生岩爆的危险部位.结果表明:矩形巷道围岩边界最大主应力集中在角点处,且随着侧压系数的增大而增大;巷道两帮最大位移量与侧压系数正相关;顶底板最大位移量与侧压系数负相关;侧压系数对巷道围岩应力影响从大到小为顶板、两帮、底板,对巷道围岩最大位移量影响从大到小为两帮、顶板、底板;巷道顶板、底板及四角点的岩爆等级均随侧压系数的增加而增加,侧压系数为1和1.5时,顶板及顶角有可能发生岩爆活动.通过比较得出,侧压系数0.5为最安全状态条件.

摘要： 为了分析矩形巷道顶板围岩变形,采用理论推导、数值模拟以及现场监测三者相结合的方法,通过建立矩形巷道顶板梁模型,对该模型进行弹塑性分析,得到巷道顶板围岩表面以及跨中部位沿深度方向不同位置处的下沉量.同时,通过FLAC3D模拟得出在不同埋深(200～700 m)时巷道顶板的下沉量,并将模拟结果与理论计算值以及柠条塔煤矿s12001运输巷道顶板变形监测结果对比,从而对理论计算结果的可靠性进行验证.研究结果表明:在中浅埋深(≤500 m)时,理论计算的下沉位移值与数值模拟和现场监测结果接近,研究结果给出了中浅埋深时矩形巷道顶板下沉变形的理论计算式,可为矩形巷道锚杆支护设计提供理论依据.

摘要： 煤矿开拓大量采用矩形巷道,传统锚杆设计方法通过将矩形巷道等效为圆形巷道对围岩变形进行分析进而确定支护参数,但圆形巷道围岩变形规律与矩形巷道不同,使得锚杆支护设计产生较大误差.依据陕西神木柠条塔煤矿S12001工作面运输巷顶板变形监测结果,建立顶板梁模型,根据弹塑性理论,推导出矩形巷道顶板下沉变形计算式,进一步对全长锚杆进行受力分析并提出其设计方法.研究结果表明:巷道顶板表面跨中部位竖向变形最大,向岩体内部以及巷道两帮逐渐减小;锚杆上剪应力以中性点为界,锚杆两端剪应力方向相反,最大剪应力在靠近巷道一端,锚杆轴向拉应力在中性点处最大,锚杆两端为0.通过对S12001工作面运输巷顶板进行支护设计,经计算发现各支护参数均符合生产要求,将理论计算的顶板围岩变形量与现场监测结果进行对比,对模型可靠性进行了验证.

摘要： 为了定量优化研究矩形巷道顶板锚索的布置参数,在采用板岩层自然垮落平衡拱理论分析矩形巷道顶板锚索布置密度的基础上,建立顶板岩梁力学模型,通过理论分析与数值计算相结合的研究方法,验证矩形巷道顶板锚索最优布置参数的合理性.研究结果表明:使用普通圆柱形锁具时,锚索应垂直顶板安装;当巷道同一断面布置n根顶板锚索时,布置在巷道顶板有效跨度的n+1等分点位置最优;当顶板锚索的纵向排距与横向间距相等时,整个巷道顶板岩层面的受力最佳.矩形巷道同一断面按照三等分点位置布置2根、排距与间距相等、使用普通圆柱形锁具垂直顶板布置的锚索,受掘进及采动影响后,锚索平均受力为其破断载荷的79.1％,顶板下沉率仅为9.9％,支护效果达到了回采巷道对于围岩控制的要求.

摘要： 本文提出了一种适于模拟岩石材料变形、开裂、接触、摩擦及转动的连续-非连续介质力学分析方法.该方法借鉴了拉格朗日元法、变形体离散元法及虚拟裂缝模型的有关原理.首先,针对弹性滑块沿固定斜面下滑及三点弯梁开裂问题开展了计算,以检验该方法的正确性.然后,开展了矩形巷道围岩模型在位移控制加载条件下的变形、开裂、运动及垮落过程的模拟.结果表明:首先,位于巷道两帮、顶部和底部的最大主应力低值区的形状呈半圆形;随着加载的进行,位于巷道顶、底部的任一个最大主应力低值区被分化成“双耳形”;随后,巷道顶、底部发生开裂;巷道顶部开裂岩块随之冒落,且底部开裂岩块随之上涌,巷道两帮也发生开裂;最终,松散的岩块几乎充满了半个巷道,巷道围岩整体坍塌.

摘要： 为研究矩形巷道高宽比对巷道围岩塑性区形成与发展过程的影响,采用数值计算与工程试验等手段,依据矩形巷道高宽比构建了8种数值计算模型,分析了高宽比对巷道围岩塑性区的形成、发展以及形态范围的影响.研究结果表明:对于不同高宽比的矩形巷道而言,围岩塑性区均依次经历"塑性点"、"塑性环"、非均匀扩展与恶性扩展阶段;矩形巷道围岩失稳破坏是围岩塑性区敏感部位因畸变而向巷道围岩深部非均匀扩展以及恶性扩展而导致的结果,塑性区向巷道围岩深部非均匀扩展的范围随高宽比的增大而增大,当围岩塑性区处于恶性扩展阶段时,顶底板围岩塑性区扩展的范围随高宽比的增大而减小;因此,当巷道围岩塑性区处于非均匀扩展阶段时,对塑性区敏感部位的高强度支护应随高宽比的增大而增强,当巷道围岩塑性区处于恶性扩展阶段时,对于高宽比较小时,应重点对顶底板围岩区域进行高强支护,并且随高宽比的增大,塑性区高强度支护的重点应随高宽比的增大而逐点转移到巷道边角区域.在此基础上,依据巷道围岩塑性区控制原理与支护原则,提出了"锚网索喷"支护方案,数值计算与工程应用表明,矩形软岩巷道围岩塑性区总体呈现均匀化发展,围岩变形得到有效控制.分析研究结果旨在为矩形软岩巷道开掘方案优选、支护设计以及围岩稳定性评价等相关工作提供参考.

摘要： 以极限平衡理论为基础,结合应力平衡原理,提出一种计算矩形巷道塑性区宽度的新方法.以张家峁煤矿的巷道为算例,应用新方法和等效圆方法分别计算巷道塑性区宽度,并将两种方法的计算结果与数值模拟结果进行对比分析.结果表明,计算塑性区宽度与数值模拟的结果较接近,比等效圆方法更精确,能够为煤矿巷道支护设计提供更准确的参数.

摘要： 本申请提供了一种矩形断面巷道支护架及其施工方法，涉及巷道支护架技术领域，包括支护梁、支护柱和拉索；所述支护梁、支护柱构成门式框架，支护柱的底部开设有注浆口，通过注浆孔向支护梁、支护柱内充入混凝土，使钢管与混凝土共同作用，大大提高了支护架的刚度；且本申请还在支护梁顶部开有出浆口，以保证支护架内混凝土的密实度；所述支护梁固定有拉索和支撑杆，拉索经支撑杆对支护梁产生反拱效果，即在不设置实际拱结构的前提下有效提高了支护架整体抵抗围岩压力的能力，且设置拉索与支撑杆相较另设拱结构具有占用断面面积小的优势，克服了另设拱结构影响巷道断面利用的缺陷；且本申请在结构简单，安装快速，有效提高巷道整体施工速度。

摘要： 本发明涉及一种矩形巷道的组合式快速封堵装置及方法，装置包括组合防火板、耐火气囊、温度传感器、控制器、电动抽水泵、水箱、电源和小型充气瓶，温度传感器、电动抽水泵与控制器电连接，电源为整个装置供电；所述组合防火板包括第一防火板、第二防火板、第三防火板和第四防火板，由以上四种防火板通过T型导轨和T型凹槽拼接而成，能够上下移动实现矩形巷道顶、底方向的封堵，耐火气囊与组合防火板左右两侧连接，实现矩形巷道两侧壁的封堵。本发明的装置强度高、质量轻、便于搬运，能够自身调节散热方式，使用时能够通过波浪形橡胶密封条和气囊紧贴矩形巷道内壁进行封堵，降低封堵装置被气压顶开的风险。

摘要： 一种分析具有带式输送机的矩形巷道内电磁波传播的方法，可以简化具有带式输送机的矩形巷道内电磁波传播衰减率的计算，降低了分析具有带式输送机的矩形巷道内电磁波传播特性的难度，同时也减小了计算误差，有助于具有带式输送机的矩形巷道内电磁波传播模型的建立，能够改善具有带式输送机的矩形巷道内无线通信的质量，对保障煤矿安全生产、降低事故发生率以及抢险救灾等具有重要意义。利用一种等高的等效分析方法，将具有带式输送机的矩形巷道等效为空直矩形巷道，并利用空直矩形巷道内的电磁波传播模型进行分析，该分析法具有一定的精确性。

摘要： 本发明公开了一种矩形巷道围岩变形破坏控制装置及控制方法，属于围岩控制技术领域。包括防护板、锚杆和弧形板，防护板包括底边防护板、侧边防护板和顶端防护板，防护板上均匀设置有锚杆孔，锚杆孔内穿插有锚杆，侧边防护板的下端与底边防护板垂直固定连接，侧边防护板的上端与顶端防护板两端之间通过锚杆穿插连接有弧形板，弧形板的外侧设置有控制装置，控制装置外侧与巷道围岩壁面贴合；通过调整直角套和弧形板之间的应力支撑力；锁死机构便于在调节机构调节够进行锁死；直角套与其内部可伸缩调节的齿板可针对不同尺寸的围岩顶角进行调节配合，并且与通过调节机构与弧形板连接，避免顶角控制结构的损坏，有利于增强局部的应力支撑力。

摘要： 本发明公开了一种矩形巷道全断面扫描式测风系统，包括：第一立柱组件和第二立柱组件，第一立柱组件与第二立柱组件正对设置，且第一立柱组件与第二立柱组件相对面上均竖直开设有滑移腔，滑移腔内滑移设置有安装座以及动力组件，安装座上设置有对射风速传感器，安装座上设置有控制两组风速传感器自动对准的自对准系统，自对准系统包括电连接的调节模块和捕捉模块，调节模块用于控制对射风速传感器的位置，捕捉模块用于测量两组风速传感器之间角度差。本发明通过自对准系统的设置，在每次进行矩形巷道全断扫描测风时可以使得对射风速传感器进行实时自对准，从而使得两组对射风速传感器可以保持相互对准状态对矩形巷道断面进行风速扫描作业。

摘要： 本发明属于煤矿巷道支护技术领域，公开了一种用于形成采区矩形巷道顶板组合岩梁的支护系统及方法。沿着煤层顶板布置的采区矩形巷道，针对不同的顶板岩层情况，分别对顶板实施支护，形成顶板组合岩梁的支护系统与方法，形成的顶板组合岩梁承受巷道顶板上部的荷载，实现采区矩形巷道顶板的支护与稳定。本发明结合具体的巷道顶板岩层条件，利用锚杆等对顶板岩层的支护作用，在巷道顶板岩层中形成一种顶板组合岩梁的支护系统及方法；形成的顶板组合岩梁利用结构中简支梁的承载原理和作用，使得巷道顶板岩层能像结构中的梁一样承受荷载作用，保证巷道稳定。既能解决此类巷道支护技术问题，保证巷道稳定；又不过于增加支护成本，施工简单，易于操作。

摘要： 本实用新型属于煤矿巷道加固支护设备领域，具体涉及一种适用于矩形巷道的锚杆支架协同支护装置，包括以下步骤：在煤矿矩形巷道开挖后，首先将可让压底座平铺在巷道底板上，在巷道两帮将左右两侧可让压支架腿插在底座限位槽中，固定完成后将可让压顶梁平放在可让压支架腿上，同时用可让压支撑杆进行支撑，并将中空注浆锚杆通过支架上预设的螺纹孔插入巷道围岩，然后使用限位托盘和螺母固定，最终使矩形支架和锚杆连接为一个支护整体，充分发挥矩形支架和锚杆的协同支护作用。本实用新型具有结构简单、承载能力强和安全可靠的优点，可以对深部煤矿矩形巷道进行有效支护。

摘要： 本实用新型公开了一种矩形巷道单轨锚杆钻车结构，它由支护平台总成、翼式臂机构、主机架总成、制动系统总成、动力站总成、钻臂及伸缩平台总成组成，钻臂及伸缩平台总成包括钻臂定位机构、翻转座、翻转油缸和折叠踏板，折叠踏板活动支撑在平台伸缩机构上的伸缩管上，伸缩管一端支撑在伸缩支腿总成上，翻转油缸一端固定在平台伸缩机构上，另一端与翻转座相连，翻转座与螺旋摆动缸相连，螺旋摆动缸与钻臂定位机构相连，钻臂定位机构上设置有推进机构。本实用新型不仅结构紧凑、拆装方便，强度刚性好，而且占用空间小，适用多种设备交替作业，实现与掘进机前后错车，施工锚杆时，钻臂展开，达到全断面施工，提高施工生产效率。

摘要： 本实用新型公开了一种用于深部软岩矩形巷道的支护装置，包括若干框架、若干连接件和防护层。防护层包括防护网和混凝土层，防护网铺设于巷道的岩壁，混凝土层浇注于岩壁，且覆盖巷道的侧壁和顶部，防护网位于岩壁和混凝土层之间。若干框架沿巷道的掘进方向并排分布，相邻两个框架之间通过若干连接件连接。钢梁和钢柱均穿设防护层与岩壁锚固连接。框架包括钢梁和两个钢柱，钢梁的两端分别与两个钢柱连接，且钢柱位于钢梁的下方。本实用新型提供的用于深部软岩矩形巷道的支护装置，无需用钢板将整个巷道的侧壁和顶部覆盖，节约了钢资源。

摘要： 本实用新型公开了一种矩形巷道加强支护结构，包括安装槽、固定板和把手，所述固定板底端的两侧均固定连接有安装盒，且安装盒内部的顶端固定连接有安装槽，所述安装槽的底端固定连接有连接弹簧，所述固定板顶端的两侧均固定连接有固定杆，且固定杆两侧下端的固定板顶端均固定连接有防护结构。本实用新型通过安装有滑动杆和升降杆，通过把手转动并带动主动齿轮进行转动，主动齿轮在转对时会带动齿轮条上下滑动，齿轮条在滑动时会带动滑动杆进行升降，同时滑动杆带动顶端的升降杆进行高度的调节，增加装置的灵活性，便于适应不同高度的隧道进行防护。