大倾角综放工作面平巷综掘关键工艺技术研究

论文摘要

大倾角综放工作面平巷围岩条件复杂,变形破坏比较严重,掘进难度大、掘进速度慢、掘进效率低,是制约矿井安全高效生产的重要因素之一。因此研究解决大倾角综放工作面平巷掘进关键工艺技术具有重要现实意义和理论价值。本文根据王家山煤矿大倾角综放工作面平巷综掘的实际情况,首先对影响大倾角综放工作面平巷综掘效率的主要因素进行了系统分析,认为大倾角综放工作面平巷围岩条件复杂特殊,支护参数、设备配套、施工工艺及施工组织是影响掘进效率的主要因素,其中支护时间一般占到工作时间的55%～75%,支护环节对掘进效率的影响最大。结合巷道围岩变形破坏特征的数值模拟分析和现场监测结果,以提高掘进效率和保证支护质量为基本目标,提出了大倾角综放工作面平巷的合理支护方案,使支护工作量和支护环节用时得到了明显减少;巷道断面采用圆角微拱矩形,锚杆采用不对称布置方式,使围岩受力状况和稳定性得到了一定改善,减少了巷道维护工程量。根据现场试验和实测数据,确定了大倾角综放工作面平巷综掘的主要工序时间,经过优化得到了主要工序的合理安排方式,增加了主要工序的平行作业时间,使掘进循环作业时间得到较大幅度减少。在王家山煤矿45408运输平巷综掘工作面的试验研究取得了良好的技术、经济效益,使平巷综掘速度较原来提高了93%,掘进效率和支护质量都得到了明显提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景、意义及问题的提出
• 1.2 国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 大倾角综放工作面平巷支护研究现状
• 1.2.2 大倾角综放工作面平巷掘进数值模似研究现状
• 1.2.3 巷道掘进施工技术研究现状
• 1.3 研究内容及方案
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方案
• 2 大倾角综放工作面平巷综掘效率影响因素分析
• 2.1 地质条件
• 2.2 掘进设备
• 2.3 支护参数
• 2.4 施工工艺
• 2.5 施工管理
• 2.6 影响平巷综掘效率的因果分析
• 2.7 小结
• 3 大倾角综放工作面平巷支护方案研究
• 3.1 大倾角综放工作面运输平巷概况
• 3.2 支护方案设计基本原则
• 3.3 平巷围岩变形破坏数值模拟
• 3.3.1 数值模拟方案
• 3.3.2 顺序建模
• 3.3.3 围岩应力分布特征
• 3.3.4 围岩塑性破坏特征
• 3.3.5 围岩位移分布特征
• 3.4 平巷围岩变形特征实测分析
• 3.5 支护方案
• 3.5.1 巷道断面形状选择
• 3.5.2 巷道围岩变形破坏范围估算
• 3.5.3 巷道支护参数确定
• 3.6 小结
• 4 大倾角综放工作面平巷综掘施工工艺及施工组织优化
• 4.1 割煤工艺
• 4.2 支护工艺
• 4.2.1 锚杆安装工艺
• 4.2.2 锚索安装及喷浆工艺
• 4.3 施工工序优化安排
• 4.4 劳动组织
• 4.5 施工机具配套
• 4.6 小结
• 5 工程应用
• 5.1 设备配套
• 5.2 施工工艺
• 5.3 施工管理
• 5.4 支护参数
• 5.5 支护效果监测及结果分析
• 5.5.1 监测方案
• 5.5.2 监测结果分析
• 5.6 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录