【摘 要】
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矿井采掘速度不匹配的突出矛盾严重制约着煤炭安全高效生产,综合提高巷道掘进速度对矿井高产高效具有重要的理论与现实意义。本文以上榆泉煤矿近距离煤层群10号煤层I031005工作面回采巷道为研究对象,综合运用实验室试验、现场测试、理论分析以及数值模拟等方法,以提高巷道掘进速度为核心,建立基于AHP的快速掘进综合评价体系,从巷道支护及掘进设备与施工工艺等方面提出了优化方案,可为类似条件矿井巷道掘进提供有益
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矿井采掘速度不匹配的突出矛盾严重制约着煤炭安全高效生产,综合提高巷道掘进速度对矿井高产高效具有重要的理论与现实意义。本文以上榆泉煤矿近距离煤层群10号煤层I031005工作面回采巷道为研究对象,综合运用实验室试验、现场测试、理论分析以及数值模拟等方法,以提高巷道掘进速度为核心,建立基于AHP的快速掘进综合评价体系,从巷道支护及掘进设备与施工工艺等方面提出了优化方案,可为类似条件矿井巷道掘进提供有益借鉴。主要研究成果如下:(1)分析总结了上榆泉煤矿工程地质特征,掌握了典型煤岩体物理力学参数。对I031005工作面回采巷道现有支护条件下矿压显现规律进行了现场监测,巷道最大表面位移量为18 mm,松动圈范围小于1.65 m,锚杆(索)最大受力值远小于破坏强度,巷道支护情况良好。(2)建立了基于AHP的快速掘进综合评价体系,明确了各因素对快速掘进的影响权重,得出了顶底板稳定情况、支护工艺以及围岩应力对快速掘进的影响最为明显,为巷道快速掘进系统优化巷道支护方案、掘进设备及施工工艺等提供理论基础。(3)建立了遗留煤柱边缘煤体力学模型、底板破坏力学模型、上位煤层开采底板应力分布力学模型,明确了上位煤层底板破坏深度为8.3 m;下位煤层回采巷道布置在距煤柱中心50 m外受煤柱影响较小。结合数值模拟,提出了优化后的巷道快速掘进支护参数为锚杆间距1500 mm,排距1200 mm,长度1800mm,理论支护时间可缩短33.3%。(4)优化了掘进设备进刀距离、施工工艺及劳动组织管理,在保证巷道围岩稳定的同时使单排支护时间由30min降低至22min,缩短了26.7%;掘进与支护的平行作业率由原来的30%增加至72.7%;单次掘锚循环距离提高了20%,时间缩短了25%;巷道月平均进尺预计可增至1080 m,较优化前提高了44%。
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