王庄矿大断面沿空掘巷围岩变形控制及快速成巷技术研究

【摘要】：大采高工作面的大断面巷道快速掘进是煤矿安全高效生产的一个重要保障。本文基于岩石基本力学性质测试、地应力测试、数值模拟分析及现场调研监测,研究了大采高工作面大断面巷道顶板的变形破坏机理,提出了巷道基本顶三角块结构并建立了相应的失稳判定法则,为沿空掘巷的窄煤柱合理宽度设计提供了依据；分析了大采高动压巷道的围岩破碎机理,揭示了综放沿空掘巷在回采期间的大变形属结构效应,提出了采用高水速凝材料注浆和高强度预应力锚杆联合支护技术来控制巷道围岩的变形,现场应用效果良好。综合利用灰色理论优化快速掘进方案和利用神经元系统算法系统优化了快速掘进工序,最大限度地实现了多工序平行作业,使工作面掘进工序达到最佳匹配。对EBJ-120掘进机进行了前配套改造,研制了一种新型可伸缩式立体掘锚一体机,在锚杆钻机和掘进机空间布置上,采用二级液压伸缩装置使其互不干扰又能相互配合工作,完成并行作业；多自由度立体锚钻系统有两个锚杆钻机,能进行前后移动、水平横移、上下升降、旋转倾斜,可多方位、多角度的进行巷道顶板和侧帮锚钻作业。实现了综合机械化掘锚一体,提高了支护速度,提高了掘进设备的能力和有效度,为实现快速掘进目标提供了有力保障。