千米深井软岩大巷围岩锚架充协同控制原理、技术及应用

作     者：姜鹏飞 康红普 王志根 刘庆波 杨建威 高富强 汪向明 张群涛 郑仰发 王海涛 JIANG Pengfei;KANG Hongpu;WANG Zhigen;LIU Qingbo;YANG Jianwei;GAO Fuqiang;WANG Xiangming;ZHANG Quntao;ZHENG Yangfa;WANG Haitao

作者机构：天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 中煤新集能源股份有限公司安徽淮南232170 中煤新集能源股份有限公司口孜东矿安徽阜阳236153 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFC0603003) 中国煤炭科工集团科技创新基金国际合作资助项目(2018GH001) 国家自然科学基金青年基金资助项目(51704160) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2020年第45卷第3期

页      码：1020-1035页

摘      要：针对煤矿千米深井高应力、软岩大巷围岩强时效大变形难题,以中煤新集口孜东矿软岩大巷为工程背景,根据井下实测数据与支护状况,分析了不同支护方式下巷道围岩大变形、支护构件破坏与失效特征。采用理论计算得出U型钢支架在均布载荷和不同类型集中载荷作用下的垂直反力、水平推力及弯矩,揭示了充填体对提高U型钢支架发挥其承载能力的作用机制;采用数值模拟分析对比了锚网喷、锚网喷+钢管混凝土及锚架充3种支护方式控制围岩变形与破坏的效果,阐明了千米深井软岩大巷锚架充协同控制原理。在引进与自主研发的基础上,形成了包括支护材料与构件、充填材料与系统、自动架棚机、单轨吊巷道锚杆支护平台的锚架充协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿软岩大巷锚架充协同控制方案与参数,并进行了井下试验与推广应用。结果表明,锚架充协同控制技术能够有效控制千米深井软岩大巷围岩大变形,特别是强流变,保持巷道长期稳定。与原支护相比,巷道变形量降低90%以上,同时节约了巷道维护成本,为千米深井软岩大巷围岩控制提供了一条有效的途径。最后,对锚架充协同控制技术下一步研究工作进行了展望。

主 题 词：千米深井 软岩大巷 锚杆支护 U型钢支架 架后充填 协同控制 

学科分类：081901[081901] 0808[工学-自动化类] 0819[工学-海洋工程类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0820[工学-航空航天类] 0817[工学-轻工类] 0818[工学-交通运输类] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0827[工学-食品科学与工程类] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.SJ20.0236

馆 藏 号：203908928...