硬岩巷道

摘要： 为了研究炮孔不同耦合系数时的爆破效果,以满足现有煤矿岩巷掘进高效破岩的需要。通过对岩石的爆炸粉碎区和裂隙区范围进行探究,并且利用非线性动力模拟软件,模拟了在孔径32 mm、35 mm、42 mm情况下分别装入可装入的直径27 mm、29 mm、35 mm、42 mm药卷工况时的爆破效果,得到不同耦合系数装药的爆破过程和距炮孔中心不同位置的有效应力峰值;对不同时点岩石各个位置受到的有效应力峰值以及之后应力变化进行可视化表达;以及将各种情况下同一点所受到的峰值应力进行比对。结果表明:随着至炮孔中心距离的增大,应力峰值迅速衰减,且耦合装药无论在近处还是远处,其有效应力峰值的衰减程度均小于不耦合装药;耦合装药周边岩体受到的有效应力远远大于不耦合装药,且炮孔直径越大,有效应力峰值越大;耦合装药较之不耦合装药,有效应力峰值衰减相对较慢;不耦合系数相比较于炸药直径对有效应力峰值影响更大。且通过得到的裂隙圈半径,对单位炸药威力进行量化计算比对,得到采用42 mm炮孔耦合装药时,模拟单位炸药威力为447.02 mm^(2),更加适合施工现场采用。

摘要： 针对当前煤矿硬岩巷道存在掘进效率低、安全事故频发等问题,提出了一种集挖掘、锚护、钻孔、装载于一体的CMZY4-200/35型智能化掘锚钻装一体机。对该设备在虎龙沟煤业南回风大巷的硬岩巷道掘进中进行了工业性试验,掘进效率月均进尺约为105 m,有效实现了硬岩巷道的快速掘进,经济和安全效益显著。

摘要： 为解决硬岩巷掘进巷道支护工程量大、效率低下所导致的巷道掘进效率低下的问题,在对良庄煤矿水平大巷道地质条件分析的基础上,基于FLAC3D软件对不同掘进巷道支护方案的支护效果进行对比,提出了可缩短支护时间的支护方案。而后,结合硬岩巷道的实际情况为其配套高效、安全的掘进设备和辅助设备,为实现良庄煤矿水平大巷道的快速掘进奠定基础。

摘要： 深部硬岩巷道及隧道围岩开挖后易诱发大致平行开挖面的板裂或层裂破坏现象,严重影响深部工程的稳定和安全。板裂现象的形成不仅与开挖前深部围岩岩性、所处应力环境有关,还与巷道开挖过程中围岩所经历的应力路径密切相关。室内试验是研究深部围岩板裂破坏的一种重要方法,而比照深部硬岩巷道开挖的应力条件和应力路径开展室内试验研究是获得板裂破坏特征和科学揭示板裂破坏形成机制的关键。根据室内试验研究所选的试样类型出发,从实心长方体试样板裂试验、含预制孔洞试样板裂试验以及“先加载后孔内卸荷”板裂试验三方面,重点介绍了板裂破坏室内试验设备发展情况和取得的研究进展,总结了板裂破坏室内试验研究中主要存在的问题和难题,提出了板裂破坏室内试验研究的未来发展趋势和方向:①研发与岩石性质相似的3D打印材料,构筑深部岩体大尺度巷道开挖模型试验试样;②研制能真实模拟巷道围岩应力条件和应力路径的大尺度、高吨位的真三轴试验系统,实现三维应力环境中巷道开挖过程模拟;③开发能显示围岩实时变形、裂隙和应力状态的监测技术和软件。在此基础上,开展室内巷道板裂破坏试验模拟,并结合数值模拟试验结果,总结板裂破坏特征和演化规律,获得板裂破坏具体量化指标,并建立含关键指标的板裂破坏判据,揭示深部围岩板裂破坏形成机制。

摘要： 以硬岩巷道高效掘进爆破技术为对象开展探究,结合具体工程实际,对硬岩巷道掘进爆破参数开展优化分析,并对其实际应用方式及效果做出探究,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。

摘要： 为解决硬岩巷道施工机械化程度低、施工效率不高、现有装备不能满足岩巷快速施工的问题,根据部分现有施工巷道断面形状、断面参数以及锚杆、锚索长度等主要参数,结合钻爆法施工速度影响因素分析,提出了硬岩巷道钻装锚一体机的研制方向,确定了设备研制方案及具体参数要求;通过联合研发的形式,研制出了硬岩巷道钻装锚一体机,并进行了现场应用.五阳煤矿82采区2号回风大巷采用钻装锚一体机及相配套的工艺施工后,连续3个月,每月进尺均超过90 m,施工效率比以往提高50％,施工队用工人数减少30％ 以上.研究表明:随着操作熟练程度的提高及后配套系统的完善,硬岩掘进施工采用钻装锚一体机,能够有效降低人工成本,提高施工效率,改善作业环境,是目前解决硬岩巷道快速高效安全施工的主要方法之一.

摘要： 以硬岩巷道高效掘进爆破技术为对象开展探究,结合具体工程实际,对硬岩巷道掘进爆破参数开展优化分析,并对其实际应用方式及效果做出探究,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考.

摘要： 针对煤矿深井硬岩巷道掘进效率低下的技术难题,综合考虑深立井煤矿巷道工程环境和全断面掘进机技术特点,通过全断面掘进机施工煤矿深井岩巷可行性研究,制定了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机技术指标,研制了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机;基于考虑全断面掘进机施工扰动影响的岩石循环加卸载试验,建立了全断面掘进机快速施工围岩准静态循环加卸载损伤本构模型和非线性强度准则,并用于巷道围岩稳定性数值模拟中;通过数值模拟和现场监测,揭示了全断面掘进机快速施工围岩力学响应机理,提出了满足全断面掘进机快速施工煤矿硬岩巷道特点与要求的巷道支护形式和施工技术;通过分析煤矿全断面硬岩掘进机施工巷道围岩的稳定性,提出巷道顶板锚杆快速支护方案,并得到现场实测验证;针对立井井筒运输能力受限、井下工作环境空间狭小、设备需要频繁拆装转场等问题,研发了全断面岩石掘进机井下有限空间运输、组装、拆解技术,创新了全断面岩石掘进机井下始发、掘进关键技术;采用掘进、支护、排矸、辅助运输同步作业方式,解决了硬岩巷道快速施工难题.最后,通过在淮南张集煤矿西二采区1413A高抽巷进行工业性试验验证研究成果.结果 表明:全断面掘进机施工煤矿深井硬岩巷道,平均月进尺达404 m,最高月进尺达560 m,为现有硬岩巷道掘进效率的5～10倍.

摘要： 深部硬岩巷道处于高应力条件下,部分矿井巷道围岩岩体本身强度较高、巷道围岩较为稳定、围岩变形量很小,而且受动压影响小,支护方案存在过度支护的问题.以江西某煤矿?900 m水平深部硬岩胶带石门巷道为研究背景,通过数值模拟分析以及现场工程实践等研究方法对其原支护方案进行设计优化,现场施工监测结果表明,优化后的支护方案能较好地维护巷道的长期稳定,支护强度合理,取得了较好的支护效果,满足了现场生产需要.

摘要： 岩石中存在的自然地质构造(如节理、弱面、缺陷等)对巷道和地下工程的稳定性起着至关重要的作用。本文采用二维有限元/离散耦合数值仿真技术(FEM/DEM)分析了多条结构面(弱面)与开挖卸荷共同作用下深埋圆形巷道的破坏特征。对典型的硬岩(大理岩)试件进行了不同围压下的常规三轴压缩试验,验证了该数值仿真技术的合理性和准确性。采用参数分析研究了结构面倾角与长度对围岩裂纹扩展行为、破坏模式、能量演化和位移分布的影响。结果表明,在含有多条结构面的情况下,倾角对巷道稳定性具有较为明显的影响,且破坏程度随着倾角的增加呈现先增后降的趋势。随着结构面长度的增加,巷道发生动力灾害的可能性逐渐增大。开挖卸荷后,结构面活化导致层间发生相互剪切和滑移,模型内动能出现起伏和波动,体现出较为明显的的动力响应特征。讨论了开挖边界附近板裂化破坏与剪切破坏之间的相互作用。研究结果为分析开挖卸荷与构造活动作用下深埋硬岩巷道破坏特性提供了重要依据。

摘要： 为了提高煤矿硬岩巷道掘进爆破效率,在液压凿岩台车施工巷道,设计除周边孔采用Φ35mm药卷外,其它炮孔均采用Φ45mm较大直径的药卷,以增强爆破破岩能力.同时对各段起爆延期时间进行优化设计,其中第2段雷管的延期时间由原先的25ms增加至50ms,目的是使掏槽爆破后岩石有足够的时间破碎、运动和抛掷出槽腔,形成新自由面.再配用底部集能装药掏槽爆破技术和水垫层周边光爆装药结构,爆破试验取得了良好的效果.

摘要： 为提高硬岩巷道爆破掘进速度,在分析其中所存在问题的基础上,根据爆破理论与经验公式计算,结合试验工作面的具体情况,介绍了硬岩巷道条件下合理掏槽方式、炮孔深度以及掏槽孔布置参数的选取;设计并现场试验了二级、加辅助掏槽孔、加装药中心孔三种复楔形掏槽爆破方案;比较分析了各种掏槽方案的爆破效果及有关技术问题.结果表明:采用加装药中心孔的复楔形掏槽方案,对硬岩掏槽爆破效果改善明显.

摘要： 中深孔掘进爆破技术可减少循环转换过程中的各种辅助作业时间，提高单循环进尺，被认为是加快掘进速度最为有效的技术手段之一。而合理的硬岩巷道中深孔掘进爆破参数则一直是需要研究解决的技术难题。根据现场坚硬岩石性质和施工条件，对炮眼布置和炮眼深度、掏槽爆破和光面爆破参数、装药结构和炸药单耗、起爆方式和起爆顺序等技术问题应认真理论分析和现场试验研究。

摘要： 高瓦斯矿井的硬岩巷道爆破施工,在规定采用三级的煤矿许用炸药,正向装药,雷管的最后一段延时不超过130ms的条件下,根据岩石的力学特性进行爆破参数的合理设计,采用斜眼不同阶微差深部掏槽爆破技术,小直径钻头钻进以节省钻眼时间,采用串并联网路,各串联电阻值基本相等,每段起爆的药量尽量相等,全断面一次起爆.通过实施巷道成型好,炮眼利用率达90％以上,取得了满意的结果.

摘要： 本文根据硬岩巷道岩石性质和现场施工条件,在钻眼机具、爆破材料、掏槽型式、爆破参数、装药结构、炸药单耗、起爆方式和炮眼堵塞等几个方面进行了较为深入的理论和实践探索,提出了一些提高硬岩巷道掘进爆破效率的有效技术措施.

摘要： 针对世界首例立井煤矿TBM施工硬岩巷道地应力大、应力场条件特殊、无施工先例做参考、无法直接使用工程类比法确定支护方案等问题,采用FLAG3D有限差分法数值计算软件进行了无支护、顶板支护和顶帮支护等3种支护条件下的巷道围岩稳定性分析.研究了3种支护条件下的应力场、位移场和塑性区的分布规律,分析了3种工况下的围岩稳定性.根据数值计算结果,确定对巷道顶板进行锚网支护的支护方案.现场监测表明,所采用的支护形式能够有效保证巷道的稳定性,支护方案设计合理,为今后立井煤矿TBM施工巷道围岩支护设计提供了技术支撑.

摘要： 煤炭开采硬岩巷道掘过机与煤巷、半煤岩巷或软岩巷掘进机有着较大的差异,原有普通掘进机从截割、装运、液压、电气、除尘等方面已不能适应硬岩掘进需求,本文将全方位从设计、应用等方面对硬岩掘进机的设计进行探讨,以解决硬岩掘进出现的问题.

摘要： 实践与研究表明,岩爆现象多发生在坚硬完整脆性岩体中且受多种因素影响,高构造应力和弹性潜能的存在是岩爆产生的内因,巷道工程活动是其外因.为研究深井硬岩巷道岩爆发生的机理,从大台煤矿区域构造应力场特征入手,结合巷道掘进工程岩爆实际发生状况,利用FLAC3D软件对岩爆特征区域巷道掘进工程中围岩应力变化进行计算分析;同时对岩爆区煤岩体弹性潜能计算.通过计算使应力和能量对岩爆的影响从以往定性理论分析过渡到定量化,并在此基础上深入开展岩爆问题研究不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的实用价值.

摘要： 在RMT-150B岩石力学试验机上进行深部巷道砂岩单轴压缩和不同围压下三轴压缩试验,测得砂岩的力学性质参数.根据岩石应力-应变曲线分析深部岩石的强度和变形特性,岩石抗压强度随围压的增加而提高,围压从10 MPa增加到15 MPa时,抗压强度增幅达到40.3%.深部高应力下,砂岩承载后产生的变形及破坏形态与围压大小密切相关,其主应力差-应变曲线斜率随着围压的增加而明显变陡,破坏荷载增高.依据岩石力学特性,采用分类布孔,掏槽眼宜用直径Φ42 mm的钻头钻眼,其余的炮眼用直径Φ32 mm的钻头钻眼,缩短钻眼时间.掏槽眼采用中深孔不同阶微差斜眼掏槽方法,炮眼深度宜采用2.2～2.5 m,有利于巷道的进尺;周边眼采用小直径药卷光面爆破技术,有利于巷道成形.

摘要： 本文结合爆破理论,通过施工现场试验和总结,对较难爆破的硬岩选择合理掏槽方式和爆破参数,并通过施工环节的过程控制,来改善爆破效果,提高单进.

摘要： 本发明公开了一种用于全断面硬岩掘进机开掘巷道的单轨双级悬吊系统，属于全断面掘进机技术领域。该用于全断面硬岩掘进机开掘巷道的单轨双级悬吊系统，包括滑轨上固定座，滑轨，滑轨下固定座，滑轨后固定座，一级行程油缸，二级行程油缸，一级轨道座，二级轨道座，滚子链，平移油缸，单轨吊梁托盘，单轨吊梁，单轨吊梁安装底座。该系统采用双级行程油缸配合的方式实现单轨吊梁的向上提升，降低了该系统中滑轨的高度，使结构更为紧凑，该系统的实施提高了物料传送效率，降低了操作人员的工作强度。

摘要： 本发明公开了一种硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法。该硬岩巷道掘进工艺包括；在巷道断面钻出施工孔；对所钻施工孔进行涨裂；对涨裂后的断面进行截割；将截割下来的碎块运出巷道；对新掘进出的巷道进行初喷；将初喷完成的巷道进行锚杆支护；对完成锚杆支护的巷道进行复喷。本发明所涉及的硬岩巷道掘进多设备协同方法，由集控中心、主控制器、无线通讯装置构成的控制系统和由钻涨掘进机子系统、皮带运输机子系统、湿喷台车子系统、锚杆台车子系统构成的总作业系统。本发明所提供的硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法，能够安全高效地提高硬岩巷道掘进速度，有效地解决现有硬岩巷道多种施工设备之间的协同控制问题。

摘要： 本发明公开了一种集钻孔、探水、铣削为一体的硬岩巷道掘进方法，在掘进工作面布置铣削掘进机，在铣削掘进机上安装活动机械臂，在活动机械臂前端安装一体式钻机；铣削掘进机铣削坚硬岩体之前，运用活动机械臂调整一体式钻机的空间位置和姿态，使其在坚硬岩体局部钻出数个长直深孔探水；确定无突水险情前提下，在岩体的长直深孔中装填适量的炸药进行深孔爆破，形成大直径深孔，以便于盘形滚刀深入岩体内一定深度；最后采用铣削掘进机对坚硬岩体进行铣削破碎。本发明在充分运用岩石抗拉强度低的理论基础上，采用盘形滚刀对坚硬岩体进行铣削破碎，破岩能力强、效率高，并具备超前探水功能。

摘要： 本发明公开了硬岩巷道剥岩机及其施工工艺，该设备主要由剥岩机行走部、冲涨部、冲挖部、装载部构成；剥岩机的冲涨部主要由机械臂、冲孔臂、涨裂臂、冲孔钻具、液压涨裂装置、推送机构组成；冲涨部通过机械臂安装在剥岩机行走部的两侧；剥岩机行走部的前部设有装载部，装载部主要由大臂、大臂油缸、小臂、小臂油缸、挖斗、挖斗油缸组成；装载部的末端设有冲挖部，冲挖部由破碎锤、固定座、挖斗组成；冲挖部一方面可以对冲涨部作用过的岩体进行剥离脱落，另一方面还可以对剥落的较大岩体进行二次破碎，本发明对于成型效果要求较高的巷道，有着较好的剥岩效果，并且可对巷道轮廓进行修整，有利于后期巷道的喷浆施工作业。

摘要： 本发明公开了一种基于水力压裂的硬岩巷道或隧道快速连续掘进方法，涉及硬岩巷（隧）道掘进技术领域。可以有效降低硬岩巷（隧）道内部岩体的强度，在不使用爆破掘进的前提下，实现掘进机的快速连续性掘进，且由于岩体强度的降低，掘进机截齿使用寿命延长，掘进效率和质量得到提高，且为井下安全的工作环境提供了保障。按以下步骤进行；S1、确定水力压裂钻孔的长度以及布置方式；S2、对矿体进行钻孔；S3、进行水力压裂；S4、利用掘进机对硬岩巷道或隧道机械切割掘进。使用该种掘进方法可以快速且连续地掘进硬岩巷（隧）道；可以减免盾构机使用的高昂费用，降低掘进成本。

摘要： 本发明涉及巷道掘进施工技术领域，公开了一种基于水压缝网原位改性硬岩切割度的巷道快掘方法，包括以下步骤：步骤1：进行现场实测，并计算水力压裂半径；依据水力压裂半径在掘进工作面上确定单组H类钻孔点；步骤2：进行现场实测以获取极限平衡区计算参数；计算极限平衡区深度并确定钻孔深度和钻孔直径；步骤3：按照确定的钻孔深度和钻孔直径在单组H类钻孔点处钻孔，得到压裂孔；步骤4：对步骤3中完成的压裂孔进行开槽切缝；步骤5：对开槽切缝处理后的压裂孔进行水力封孔处理；步骤6：采用后退式压裂法，通过压裂孔对待掘进岩体进行水力压裂。本发明可用来解决目前硬岩巷道掘进效率低，掘进设备截齿损耗高的技术问题，掘进效率较高，掘进效果较好。

摘要： 本发明提供一种采用水压致裂及定向爆破掘进硬岩巷道的施工方法，通过钻孔、切槽、封孔、注水压裂、浸水软化和填药爆破的施工方式，能够快速、经济、高效地实现对坚硬岩体的软化，从而实现巷道快速掘进。本发明通过高压水对钻孔进行高压压裂后，采用低压水对于裂缝进行浸水软化，来降低硬岩的坚硬系数，为后续爆破提供更多的自由面和更好的起爆环境；将相邻压裂孔上的环形切槽进行错位设置，在高压压裂时更加容易在岩体内产生相互交错的裂隙，裂隙相互连接形成更加发达的裂隙网络，提升后续的浸水软化及爆破效果；采用聚能爆破装置对爆破能量进行聚集，有效提升炸药爆破的能量利用率和爆破效果。

摘要： 本发明公开了一种硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法。该硬岩巷道掘进工艺包括；在巷道断面钻出施工孔；对所钻施工孔进行涨裂；对涨裂后的断面进行截割；将截割下来的碎块运出巷道；对新掘进出的巷道进行初喷；将初喷完成的巷道进行锚杆支护；对完成锚杆支护的巷道进行复喷。本发明所涉及的硬岩巷道掘进多设备协同方法，由集控中心、主控制器、无线通讯装置构成的控制系统和由钻涨掘进机子系统、皮带运输机子系统、湿喷台车子系统、锚杆台车子系统构成的总作业系统。本发明所提供的硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法，能够安全高效地提高硬岩巷道掘进速度，有效地解决现有硬岩巷道多种施工设备之间的协同控制问题。

摘要： 本发明公开了一种集钻孔、探水、铣削为一体的硬岩巷道掘进方法，在掘进工作面布置铣削掘进机，在铣削掘进机上安装活动机械臂，在活动机械臂前端安装一体式钻机；铣削掘进机铣削坚硬岩体之前，运用活动机械臂调整一体式钻机的空间位置和姿态，使其在坚硬岩体局部钻出数个长直深孔探水；确定无突水险情前提下，在岩体的长直深孔中装填适量的炸药进行深孔爆破，形成大直径深孔，以便于盘形滚刀深入岩体内一定深度；最后采用铣削掘进机对坚硬岩体进行铣削破碎。本发明在充分运用岩石抗拉强度低的理论基础上，采用盘形滚刀对坚硬岩体进行铣削破碎，破岩能力强、效率高，并具备超前探水功能。

摘要： 本实用新型公开了一种悬臂摆动式硬岩巷道掘进机，包括行走组件、机架、平移组件和切削组件；机架安装在行走组件上，平移组件包括第一油缸和悬臂座，第一油缸一端与竖直设置在机架上的支撑板连接、另一端带动悬臂座滑动设置在机架上；切削组件包括悬臂、刀盘和滚刀组件，所述悬臂一端转动安装在悬臂座上、另一端与刀盘固定连接，多组滚刀组件通过固定块均匀固定在刀盘上；悬臂座上设有驱动组件，驱动组件带动悬臂以悬臂座的滑动方向为轴线分别向两边水平转动0‑100°。本悬臂摆动式硬岩巷道掘进机，结构简单，不仅实现对岩石的快速切削，提高煤矿巷道掘进速度，而且转动灵活，并通过大范围角度的转动实现对多种巷道的掘进，适应性更强。