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东欢坨缓倾斜煤层巷道断面优化与锚杆支护技术研究

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东欢坨缓倾斜煤层巷道断面优化与锚杆支护技术研究

作者：齐少鹏中国矿业大学

学位级别：硕士

本文以东欢坨矿3015工作面运输巷为工程背景,针对巷道黏土伪顶变形难以控制、顶板锚杆破坏严重的问题,以不同倾角下锚杆与围岩受力变形特征为研究对象,以3015运巷缓倾斜煤层断面优化与顶板锚杆支护方案为研究目标,综合采用理论分析、实... 详细信息

本文以东欢坨矿3015工作面运输巷为工程背景,针对巷道黏土伪顶变形难以控制、顶板锚杆破坏严重的问题,以不同倾角下锚杆与围岩受力变形特征为研究对象,以3015运巷缓倾斜煤层断面优化与顶板锚杆支护方案为研究目标,综合采用理论分析、实验室实验以及数值模拟分析等手段,揭示了不同岩层倾角下锚杆不同角度的应力分布特点、锚固体受力特征,并对巷道层位、断面形状、锚杆支护设计等内容开展一系列研究,主要研究内容和结论如下:(1)通过对东欢坨矿井整体工程地质条件的深入调研以及3015工作面顶底板围岩力学性能的实验,分析得到围岩的基本力学参数。针对巷道伪顶严重变形、锚杆破坏的问题,引出对锚杆不同角度的应力分布特点以及巷道断面优化的相关研究。(2)运用FLAC软件建立数值计算模型,系统的分析了岩层不同倾角、锚杆不同锚固方式和不同角度下的锚杆应力分布以及锚固体应力分布特征:岩层倾角与锚杆角度不影响锚杆锚固段、自由段的应力分布规律;岩层角度与锚杆角度影响锚杆预应力向岩体深部扩散。(3)运用数值模拟分析3015工作面运巷不同断面形状、不同层位时巷道位移、应力、塑性区分布情况,得到不同断面下巷道应力分布规律,巷道开挖引起的位移普遍集中于煤层与黏土伪顶交界处,垂直应力的应力集中普遍大于水平应力,巷道的破坏主要是剪切破坏,得出了最优的巷道层位和断面形状。(4)通过运用FLAC数值模拟软件,在确定顶板锚杆最优角度以及巷道断面的基础上研究不同锚杆长度以及间排距等因素对巷道稳定性的影响;当角锚杆与中间锚杆的间距与倾角太大时,锚杆锚固应力区难以叠加,形成锚固应力空缺区域,产生局部较大变形;新支护方案下巷道整体位移较原方案降低41.5%,并且最大剪应变增量降低61.3%,节省了支护成本,提高了支护效率。该论文有图89幅,表12个,参考文献81篇。

关键词：锚杆角度巷道断面优化缓倾斜煤层围岩控制数值模拟

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并联通风巷道断面优化设计的探讨

现代工业经济和信息化 2013年第20期3卷 51-53页

作者：孟庆华中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司辽宁沈阳110015

文章通过对矿井并联通风巷道掘进费用、维护费用和通风运营费用等综合分析,采用微分极值法,对两(多)条并联巷道通风巷道经济断面的选择提供理论依据,对目前大型、特大型现代化矿井的通风巷道断面优化有很强的实用性和使用价值。

关键词：并联通风巷道断面优化微分极值法

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高应力软岩巷道断面优化设计及应用研究

中州煤炭 2015年第10期 38-41页

作者：聂守江马鹏磊河南能源化工集团永煤公司新桥煤矿河南永城476600

针对2105胶带巷车场高应力软岩巷道开口施工期间巷道所受应力大、围岩变形量大、支护困难等问题,通过理论分析、数值模拟、现场实测的研究方法,对开口处巷道断面进行局部优化,提出了开口巷道＂小断面开口,大断面掘进＂的施工方案。通过... 详细信息

针对2105胶带巷车场高应力软岩巷道开口施工期间巷道所受应力大、围岩变形量大、支护困难等问题,通过理论分析、数值模拟、现场实测的研究方法,对开口处巷道断面进行局部优化,提出了开口巷道＂小断面开口,大断面掘进＂的施工方案。通过分析可知,优化后巷道所受的最高地应力降低30%~50%。工程实践表明,掘进施工过程中,顶板下沉量32 mm,两帮移近量累计43 mm,优化后巷道支护效果良好。

关键词：高应力软岩巷道巷道断面优化地应力巷道支护

含软泥夹层灰岩顶板巷道“锚-架-喷”协同控制技术

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煤矿安全 2021年第9期52卷 129-135,141页

作者：王俊红焦建康晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿山西晋城048000 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

针对含软泥夹层灰岩顶板巷道围岩原位强度低、完整性差的特点,探讨了其变形破坏的内在原因,提出了"双层承载拱"加固机理及"锚-架-喷"协同控制技术;将矩形断面巷道优化为拱形断面,通过提高锚杆(索)的强度和刚度、施加高预紧力,在围岩体... 详细信息

针对含软泥夹层灰岩顶板巷道围岩原位强度低、完整性差的特点,探讨了其变形破坏的内在原因,提出了"双层承载拱"加固机理及"锚-架-喷"协同控制技术;将矩形断面巷道优化为拱形断面,通过提高锚杆(索)的强度和刚度、施加高预紧力,在围岩体内部形成"深部承载拱"结构;同时在巷道中架设U型钢可缩性支架,使其在巷道表面形成"浅部承载拱"结构;最后采用混凝土喷层封闭巷道表面,防止围岩风化和遇水软化,充分发挥"双层承载拱"结构的承载能力,以实现巷道的长期稳定。现场实践表明:采用以"锚-架-喷"为基础的协同控制技术,巷道围岩变形量降低90%以上,显著提高了含软泥夹层灰岩顶板巷道的稳定性。

关键词：含软泥夹层灰岩锚网支护 U型钢支架混凝土喷层巷道断面优化

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罗茨铁矿技改工程通风系统优化研究

罗茨铁矿技改工程通风系统优化研究

作者：孟祥允昆明理工大学

学位级别：硕士

罗茨铁矿地采前期工程(13a以前)开采近10个中段,致使通风巷道分布错综复杂、通风线路过长、漏风较大等,从而使用风地点供风越来越困难,原有的通风系统不能满足现在技改工程生产区的生产需要。因此,十分有必要对罗茨铁矿技改工程进行通... 详细信息

罗茨铁矿地采前期工程(13a以前)开采近10个中段,致使通风巷道分布错综复杂、通风线路过长、漏风较大等,从而使用风地点供风越来越困难,原有的通风系统不能满足现在技改工程生产区的生产需要。因此,十分有必要对罗茨铁矿技改工程进行通风优化研究。根据矿方所提供的必要的基础性资料,本文深入了解了技改工程采矿方法,并对技改工程开拓系统、生产任务和布局等进行研究,从而利用3Dvent绘制技改工程通风系统网络图;确定技改工程需风量和总风量后,本文对其风量集中的通风巷道进行断面优化,并结合该矿的开拓系统和采矿方法,拟定了三对六个通风可行性方案,并运用3Dvent对各方案进行网络解算。本文建立了一个相对合理简练并适合该矿通风系统特点的评价指标体系,并对传统的层次分析法进行改进,提出模糊层次分析法,并选用基于梯形模糊数的模糊层次分析法确定各指标的权重;本文利用隶属度法和相对二元比较法分别对定量指标和定性指标进行属性赋值,并对传统模糊综合评价法进行改进,引进灰色系统理论理念,求出各方案的综合评价值,进而确定方案三～扩刷为最优方案;本文运用Markov过程、冷储备可修复系统等理论对方案三～扩刷的以主要通风机DK40-8-No25-35/30为核心的主要通风机系统进行可靠性分析,并给出相应建议。本文通过对罗茨铁矿技改工程通风系统的优化,对技改工程通风系统前期运转提供依据,对实际生产具有指导意义;在优化过程中,本文建立了一个新的通风系统方案优选模型,对通风系统优化的进一步研究有一定的积极意义。

关键词：矿井通风系统巷道断面优化通风网络结算评价指标体系模糊层次分析法相对二元比较法基于灰关联分析的模糊综合评判法 Markov过程

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基于断面优化的煤巷采掘效率提升方案研究

山西冶金 2021年第6期44卷 133-134,139页

作者：张建国西山煤电建筑工程集团有限公司矿建分公司山西太原030053

针对煤矿工作面回风顺槽,结合具体数值模拟和工程经验,研究了大断面煤巷优化方法。根据不同巷道断面的围岩变形和应力分布情况,分析了拱形的选择对巷道掘进效率的影响,并提出复杂地质煤矿巷道断面优化后的形式,并根据分析的断面结果提... 详细信息

针对煤矿工作面回风顺槽,结合具体数值模拟和工程经验,研究了大断面煤巷优化方法。根据不同巷道断面的围岩变形和应力分布情况,分析了拱形的选择对巷道掘进效率的影响,并提出复杂地质煤矿巷道断面优化后的形式,并根据分析的断面结果提出采掘工艺方面的建议,为整个采掘工作的快速进行提出高效的优化方案。

关键词：复杂地质条件巷道断面优化高效