特厚煤层巷道快速掘进与支护技术应用

为保障2404皮带顺槽围岩稳定的基础上提升巷道的掘进速度,通过分析支护参数的选取原则,确定巷道采用高强高预应力的支护方案,并根据MB670掘锚一体机的特征,进行割煤支护工序和截割循环方式的设计;并采用数值模拟进行了掘进工艺中支护方式的优化,确定采用2个循环进尺不退机组的顶帮不成排支护方式。实际应用效果表明,巷道掘进采用调整后的掘锚工艺时巷道掘进循环周期减少35 min,最大月进尺508 m,掘进效率大幅提高;顶底板和两帮最大移近量分别为120 mm和69 mm,围岩变形稳定。     

葫芦素煤矿21405运输巷支护参数优化及快速掘进研究

针对葫芦素煤矿煤巷掘进效率低的问题,以21405工作面运输巷为对象,基于顶板连续梁控制理论和高预紧长锚固技术,对巷道原支护方案进行了改进,采用单一柔性大锚杆支护、并将锚杆排距增加为1.5 m,巷道掘进平均日进尺达到25.3 m,最大日进尺达到31.5 m,实现了煤巷的安全高效快速掘进。     

5102巷掘进工艺、工序优化研究

为保证在安全的前提下提升小峪煤业5102巷道的掘进速度,通过数值模拟确定了5102巷道掘进支护采用让压分次支护技术,二次支护滞后一次支护的合理距离为20m,现场实施“四·六”制循环作业方式、让压分次支护技术工序平行作业,巷道单日进尺量达到20.2m,保证了5102巷道安全快速掘进。     

巷道掘进方案优选及掘锚参数设计

结合9503运输巷掘进需要及现场地质条件，确定采用EJM340锚掘一体机+MZHB5-1200/25锚杆转载机+DZQ100/100/40带式转载机+DWZY1000/1200自移机尾组方式掘进，并根据需求分配锚掘一体机、锚杆转载机支护任务。采用的巷道掘进方案掘进、围岩支护及运输机械化程度较高，可显著提升巷道掘进效率并降低工作人员劳动强度，巷道月掘进进尺可达到583 m,取得了较好的应用效果。     

黄陵二号煤矿快速掘进影响因素分析及工艺优化

针对黄陵二号煤矿矿区地质条件,从影响快速掘进的因素入手,采用鱼骨图的方式对影响快速掘进的6种直接要素、15种间接要素进行了关键性分析,并对关键性因素进行了逐一优化。对比传统掘进工艺正规循环,并行作业时间由不足25%提高至70%,锚杆支护工序时间平均降低30%以上。根据巷道围岩条件和支护强度,利用多排多臂支护工艺实现巷道锚杆支护的分布式空间布局。经工业性试验,5个月总进尺2 535.1 m,月均进尺603.8 m,大幅提高了掘进效率,符合煤矿“机械化换人,自动化减人”的要求。     

基于空顶理论的煤巷综掘支护参数优化研究

为研究巷道掘进期间围岩变形破坏规律及合理空顶距留设对巷道掘进效率的影响，以孟村矿地质条件为工程背景，采用理论计算和FLAC^3D数值模拟手段，提出适用于孟村矿4#煤层的合理空顶距留设距离和巷道支护参数优化方案；并基于数值模拟结果，讨论了不同支护方案下巷道围岩破坏情况和对掘进效率的影响。研究表明：巷道掘进期间，巷道围岩变形量相对较小；401104工作面运输巷在理想条件下的巷道掘进空顶距为3.14 m，综合孟村矿实际生产地质条件，空顶距取2 m。通过对现有支护参数进行优化，提出顶锚杆间排距为800 mm×1 000 mm，每排7根的支护方案，月进尺提高3.8倍，百米巷道支护耗材顶锚杆减少63.3%。采用优化后的支护方案可以节省支护时间，提高巷道掘进效率。     

过逆断层掘进巷道合理支护方案确定

为确定店坪煤矿2003巷掘进过逆断层巷道的合理支护方案,文章通过理论分析、数值模拟、现场实测的方法,分析了巷道围岩变形的变形特征,最终提出了掘进巷道过逆断层期间巷道的锚网索合理支护方案,主要得到如下结论：1）掘进巷道过逆断层前后巷道围岩锚网索支护方案中,锚杆长度2.5 m,锚杆间排距600mm×600mm;锚索长度7 m,锚索间排距为1000 mm×1200 mm;2）巷道顶板的垂直变形和两帮的水平变形均呈现“中间大、两端小”的特征,其中最大顶板下沉量为100 mm,最大两帮移近量为29 mm;3）现场实测结果显示在巷道掘进21天后,巷道顶底板移近量和两帮移近量的增长变化不大,最终巷道顶底板移近量和两帮移近量分别维持在95mm和60mm左右。掘进巷道围岩变形得到有效控制,巷道支护效果良好。     

提升煤巷掘进效率的技术措施研究

为了解决鑫都煤业因地质环境复杂导致的巷道掘进效率低下问题,通过对井下大巷掘进现状的分析,提出了以优化巷道卸压孔、优化巷道支护结构的快速掘进技术方案。新的快速掘进方案减少卸压孔1/3,巷道掘进日进尺由1 m提升到了3.2 m。     

煤巷掘探支运一体化快速作业线应用技术

通过掘探一体机、交错式掘进临时支护装置、自移机尾以及液压锚杆钻车等煤巷掘进、钻探、支护等关键环节相关装备引入及改进,构建了基于掘探支运一体化快速作业线基础上的巷道支护技术。在临时支护装置的掩护下,将巷道迎头全断面一次成巷工艺拆分为“掘进临时支护”和“补强永久支护”,大大缩短了支护占用工时。工程应用结果表明采用本技术巷道掘进进度达到499 m/月,进尺效率提升92%以上,取得了显著的社会和经济效益。     

综掘岩巷掘进工艺优化实践

以三元中能煤业轨道运输上山掘进为研究对象,分析掘进效率的制约因素,从组织管理、巷道支护、钻场掘进、超前探测钻孔施工及矸石转运等方面对掘进工艺进行优化。优化后,掘进进尺由150 m/月提升至220 m/月,优化效果显著。     

巷道掘进空顶距确定的差分方法及其应用

提出了一种空顶距确定方法。该方法首先建立顶板稳定分析力学模型，然后采用差分法计算得到顶板应力分布规律与空顶距的关系，根据顶板应力与其抗压强度和抗拉强度关系判定顶板稳定性，在此基础上确定合理掘进空顶距。结合张双楼煤矿9802工作面回采巷道生产地质条件，应用该方法确定了巷道合理空顶距为6 m。在6 m大循环进尺掘进条件下采取2 m小循环内临时支护、高预紧力锚杆支护技术，现场应用效果表明，该方法有效控制了巷道围岩变形、提高了掘进速度。     

TBM施工煤矿深埋硬岩巷道围岩稳定性分析及工程应用

针对首次立井煤矿TBM掘进硬岩巷道工程应用实际,进行了巷道围岩稳定性分析和施工信息化监测,并采用ABAQUS有限元数值软件研究了巷道围岩位移场、应力场和塑性区的分布规律,分析了拟定支护方案的巷道围岩稳定性。结果表明,巷道顶部的最大下沉量为33.26 mm,巷道围岩的塑性区范围为0.8~1.2 m。确定支护方式为锚网支护。在试验巷道掘进过程中,进行了围岩内部裂隙发育情况、巷道收敛变形和锚杆受力监测。巷道顶板围岩破损深度达1.5 m,两帮最大收敛量为12 mm,锚杆轴力变化范围为43.1~65.1 k N。TBM施工硬岩巷道月进尺达404 m,相比传统的钻爆法和综掘法单进提高5~10倍,工程应用表明,该工法安全高效。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。     

隆安煤矿11305回风顺槽锚网索支护优化设计

为了在确保支护安全可靠的基础上降低支护成本,提高掘进效率,基于巷道围岩性质相对稳定、自承能力较强情况,利用试验模拟对比分析的方法对11035回风顺槽支护参数进行优化设计,确定合理的支护方式。应用试验结果表明:优化设计后,支护成本每米降低了182.71元,掘进进尺每天提高1m,巷道顶底板移近量最大为87 mm,两帮最大位移量为46mm,支护强度满足巷道支护要求。     

深井高应力大断面岩巷掘进技术研究

深井掘进矿压大、地质复杂、巷道凿岩成孔困难,钻孔效率低,爆破效果差,岩巷掘进循环作业进尺小。为解决高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆问题,某矿采用了直眼中空四角柱式掏槽、多向聚能爆破、井巷定向断裂巷道轮廓成形技术,增加了循环进尺和掘进效率,减少了支护和爆破材料消耗,实现了全岩巷道快速钻爆。     

大断面煤巷快速掘进空顶距及支护方案研究

为了提高小甘沟煤矿1102综放面大断面煤巷掘进效率,综合运用理论分析、数值模拟及现场试验手段,研究了大断面煤巷空顶距、支护方案。主要结论：基于大断面煤巷顶板岩层岩性、厚度、力学性质特征,利用薄板理论建立空顶区顶板力学模型,得到最大安全空顶距为3.2m;将巷道原支护方案改进为“一次让压+二次补强”支护,并确定了二次补强滞后一次让压支护的合理距离为12.8m;现场试验表明,在改进后的空顶距及支护方案下,巷道顶底板最大相对移近量为68mm,两帮最大相对移近量为42mm,巷道掘进效率比原来提高了60%,巷道实现了安全快速掘进。     

掘进巷道快速过陷落柱顶板控制技术研究

为解决15108运输巷快速掘进过X6陷落柱时受巷道围岩不稳定、顶板存在严重破碎较难支护的影响,巷道掘进效率低的问题,基于15108运输巷工程概况,从巷道掘进现状着手,分析了巷道原支护方案及存在的主要问题,并提出了可采用“帷幕注浆加固+桁架锚杆、多筋梯子梁”的联合支护技术进行支护的策略,实际应用结果表明,通过综合应用该联合支护技术,该陷落柱影响区域内的顶板下沉量小于0.15m,巷道掘进效率也从之前的4.0m/d逐步提升至6.5m/d,应用效果显著,可为类似工况下的掘进巷道快速过陷落柱顶板控制提供参考。     

近距离煤层采空区下掘进巷道过断层技术研究

针对近距离煤层开采条件下,采空区下部掘进巷道过断层支护难度较大的问题,本文以中煤平朔集团井工二矿21109主运顺槽掘进工作面过断层为工程背景,结合掘进巷道煤层顶板岩性和断层产状,确定了21109主运顺槽过断层掘进施工方案。在巷道顶板采用锚杆、W钢护板配合钢筋托梁和锚索联合支护,煤柱侧帮和工作面侧帮均采用采用锚杆支护,掘进工作面单纯采用主动支护后无法满足支护需求,又采取架设钢棚的方式对巷道进行了辅助支护。采取辅助支护措施后,28d内顶板浅部离层23mm,顶板深部离层31mm,巷道高度、宽度相对移近量分别为33mm和0mm;28d后,巷道断面再无变形,巷道围岩稳定。     

新型高效单巷快速掘进系统应用及改进技术

为解决单巷掘进时受作业空间、掘进设备和支护设备调机不方便的限制,导致掘进效率低的问题,大柳塔煤矿通过投入新型高效单巷快速掘进系统及其配套设备,优化了掘进工艺、减少了移动设备数量、提升了作业区域的安全水平、大幅提高了单巷掘进的效率,并解决了新系统锚杆钻车前端空顶、运输系统堵塞、通风除尘效果差等问题,实现了月最高进尺1 500 m,日最高进尺68 m;全尘粉尘质量浓度由134.8 mg/m3减小为76.5 mg/m3,呼尘粉尘质量浓度由26.2 mg/m3减小为9.1 mg/m3。     

6m大循环进尺煤巷快速掘进围岩控制技术

针对目前综掘循环进尺小,存在掘进机进、退及搬运锚杆钻机耗时多、工序复杂等问题,提出了6 m大循环进尺掘进施工技术。通过采用2 m小循环内临时支护、顶板和高帮上部及时支护,高帮下部和低帮滞后支护,实现了泥岩直接顶煤巷6 m大循环进尺安全、快速掘进,为煤巷大循环进尺掘进围岩控制提供了重要参考依据。