一、大断面煤巷快速掘进技术研究与探索（论文文献综述）
宋有福,刘晨曦,芦兴东[1]（2021）在《浅谈煤矿安撤人员的素质教育及安全管理》文中认为装备提升、工艺改进、条件变化对煤矿的安撤工作提出了新的要求。做好煤矿安撤工作人员的素质教育和安全管理对于适应新形势需要、建设安撤专业化队伍、安全质量标准化创建,有着现实的意义。
谢正正[2]（2020）在《深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究》文中提出随着国家煤炭开采重心向资源禀赋好、开采条件好的西部地区转移,这一地区深部开采已成必然趋势。基于工程因素的考虑,煤巷高度一般小于工作面采高,造成煤岩复合顶板巷道在我国西部,尤其是鄂尔多斯地区越来越常见。由于深部煤层强度低、节理发育,造成煤层碎胀变形严重,顶煤易与直接顶产生离层变形,且煤帮易发生大范围劈裂破坏,给巷道维控带来极大困难。与此同时,西部地区采煤装备的迅速发展全面推进了综采技术的进度,而对应的综掘技术发展相对滞后,采掘接续高度紧张,再次加重了煤巷的控制难度。所以煤岩复合顶板巷道控制难度大、掘进效率低的问题一直困扰着西部地区矿井的安全高效生产,研究深部巷道煤岩复合顶板变形破坏机理及高效控制技术,对破解围岩控制和掘进效率相制约的难题具有重大意义。本文主要以西部地区葫芦素煤矿煤岩复合顶板巷道为工程背景,针对巷道安全性差和支护效率低的科学问题,采用现场实测、实验室实验、数值计算、理论分析、相似模拟、材料研发和现场试验相结合的研究方法,多角度分析了煤岩复合顶板分层渐进垮冒规律,揭示了煤岩复合顶板厚层跨界锚固机理,阐明了复合顶板厚层锚固系统承载和破坏机制,创新了煤岩复合顶板跨界长锚固柔化结构,取得如下主要研究成果:（1）揭示了煤岩复合顶板巷道变形破坏特征。通过现场测试分析,最大水平主应力高达22.33 MPa,煤层和直接顶孔裂隙发育,尤其是煤层分布着大量横纵交错的微裂隙,造成煤体和直接顶抗压强度仅为10.8 MPa和32.1 MPa,是煤岩复合顶板离层破坏的内在原因;巷道跨度为5.4 m、锚杆初锚力仅为26 k N,锚杆锚固深度为2.1 m,无法遏制巷道围岩的初始变形和后期持续变形,是煤岩复合顶板巷道变形失稳的外在原因。（2）阐明了煤岩组合试样力学特性差异及能量耗散过程。由实验室实验分析,随着煤样高度增加,组合试样应变增高区范围越大,发生局部应变突变的可能越大,使得试样的力学性能参数越小。能量耗散过程证明了能量演化以弹性应变能为主,占总能量的81%～98.3%,当超过峰值强度这一关键节点后,煤样弹性应变能迅速释放,促使岩样在交界面萌生裂隙,并进一步引起裂隙的扩展与贯通,造成组合试样的拉剪破坏。解析了巷道开挖释放的弹性变形能是浅部顶煤变形与裂隙发育的主要因素,及时强力支护可使微裂隙重新闭实,遏制消耗能的增加,恢复巷道围岩相对的能量平衡。（3）发现了应力释放过程中煤岩复合顶板巷道渐进破坏规律。由离散元模拟分析,随着应力逐渐释放,煤岩复合顶板变形呈阶段性渐进增长,顶煤最先离层断裂,后引起直接顶分层破坏,顶板最终呈“三角”型整体垮冒,揭示了顶煤是诱发围岩发生整体性变形和渐进失稳的主要因素,指出了抑制顶煤裂隙扩展与贯通是控制煤岩复合顶板渐进破坏的关键;同时阐明了围岩变形量和顶板裂隙数量与煤层厚度具有较强的正相关,顶煤厚度变厚加大了巷道的控制难度。（4）解析了煤岩复合顶板厚层跨界锚固原理。根据模拟计算分析,锚杆长度的增加根本上改变了顶板变形方式,由大范围“三角”型断裂式下沉变为小范围“圆弧”型均匀式下沉;同时缩小了裂隙扩展范围,由广泛分布在锚杆锚固区内外,再到最深分布在锚杆端头区域,最后仅存在于锚杆锚固区浅部;揭示了锚杆端头损伤区随着锚杆长度增加发生上移并渐进弱化的厚层跨界锚固原理。（5）研发了顶板厚层锚固系统并提出了跨界长锚固技术。根据理论分析,利用长锚杆在顶板构建水平、垂直方向上均能实现应力连续传递的厚层稳态岩梁,这是厚层锚固系统的内涵,具有抗弯刚度大、裂隙化程度低和锚杆支护效率高的特点;验证了厚层跨界锚固下强力护表可有效抑制张拉裂隙的数量,由占比34.9%降低至20.5%,顶板应力实现连续化传递,同时缓解作用到煤帮的压力,双向优化顶帮控制,有利于巷道长期稳定。（6）确定了煤岩复合顶板厚层锚固承载作用机制。由相似模拟分析,高预应力柔性长锚杆构建了高强度和高刚度的顶板厚层锚固结构,充分调动顶板更深处围岩参与承载,降低了顶板应力释放幅度,提高了巷道抗变形能力;锚杆初始预紧力越高,锚杆反应越灵敏,对围岩的支护作用越及时,进而抑制裂隙的扩展。经冲击动载实验表明,顶板薄层锚固结构被强动载瞬间冲垮,呈整体“刀切”型破坏,而厚层锚固结构具有较强的抗冲击特性,其巷帮先被冲垮带动顶板发生“扇形”整体性下沉,围岩完整性得到有效保持,确保了煤巷的安全。（7）研制了不受巷高限制且实现旋转式快速安装的柔性锚杆。经多工况实验分析,确定了影响柔性锚杆力学性能的锁紧套管参数,锚杆峰值力超过330 k N,延伸率达到5%,具有良好的承载能力和延展性能;揭示了柔性锚杆在长期载荷和循环载荷作用下的力学特征和破坏机制,验证了柔性锚杆在不同淋水环境、不同安装角度等特殊井下环境的可靠性,并在三种复杂条件巷道中进行了推广应用。（8）在葫芦素和门克庆煤矿两个典型煤岩复合顶板巷道中开展厚层锚固系统的工程验证,巷道掘进速度提高了60%,尤其是门克庆煤矿,创下了深井大断面煤岩复合顶板巷道单巷单排单循环月进1040 m的掘进纪录;同时,显着提升了巷道控制效果,将顶板裂隙降至0.8 m以内,煤帮变形也得到根本改善,为类似条件巷道的推广应用提供了有力参考。该论文有图159幅,表28个,参考文献175篇。
何东升[3]（2020）在《城郊矿高应力煤巷掘锚护一体化快速掘进支护技术研究》文中进行了进一步梳理随着浅部炭资源减少,城郊煤矿开采深度越来越大,最大开采深度已经超过900m。深部开采具有高地压、高地温、强开采扰动严重等特征,造成深井巷道变形严重。深井高应力煤巷快速掘进与稳定支护是制约煤矿安全高效生产的重要问题。本文以城郊矿二水平西翼回风大巷为工程背景,综合运用原位探测、实验测试、理论分析、数值模拟与现场试验等方法,围绕高应力煤巷掘锚护一体化快速掘进技术进行了研究,主要取得以下研究成果:（1）在城郊矿二水平西翼回风大巷取样,通过实验室煤岩矿物组分与力学特性测试得到了煤岩物理学参数;现场钻孔窥视探测了巷道围岩裂隙分布范围,揭示了巷道围岩裂隙发育特征。利用理论分析、数值模拟计算等方式,综合考虑应力分布、巷道断面利用率、掘进难易程度等因素比较了5种不同巷道断面形状的特点,确定矩形为合理巷道断面形状,计算得出巷道断面最佳宽高比为1.5,巷道断面净尺寸为宽×高=4.8 m×3.2 m。（2）建立了高应力煤巷围岩支护结构模型,使用FLAC3D软件数值模拟了不同断面形状巷道围岩应力分布、变形破坏特征,对比分析了不同预应力锚杆（索）形成的应力分布和围岩变形规律,确定采用“锚网带+锚索梁”的巷道联合支护方式,顶锚杆采用Ф22×2500mm型高强锚杆、间排距750×700 mm,顶锚索采用Ф21.6×8200 mm钢绞线。（3）根据掘锚护一体机结构特点,分析了顶板侧帮补打锚杆的支护设计,当提高锚杆预应力与预紧扭矩有利于提高锚杆主动支护作用,设计顶板高强锚杆扭矩不低于200 N·m,帮部高强锚杆扭矩不低于150 N·m;根据现场掘进支护各工序存在问题,提出了工序优化设计方案,通过改进施工顺序、施工方式、工作人员交接等环节,现场试验掘进速度提高了31.7%。（4）在城郊矿开展了深井高应力巷道表面变形监测、深部位移监测、锚杆（索）受力监测,监测结果表明:顶板离层量最大为36 mm,帮部位移量最大为120 mm,底鼓量100mm。根据煤巷围岩变形特征,设计了矩形巷道两帮外倾一定角度的微梯形巷道断面形式,提出了支护优化设计方案,将顶板四根锚索的中间两根锚索变为锚杆、巷道中心锚杆变为锚索,并将帮部两侧靠近底板处两根锚杆向下倾斜15°布置,现场应用有效控制了高应力煤巷围岩变形。本论文由图69幅,表40个,参考文献87篇。
董广乐[4]（2020）在《城郊煤矿高应力煤层大巷快速掘进工艺及应用》文中认为随着能源消耗的不断增加,社会生产中对于煤炭资源的需求也是在不断加大的,采掘失衡这个问题困扰着许多矿井的生产。煤矿生产活动中,提高煤层巷道的掘进速度的需求一直存在着。随浅部煤炭资源的消耗,如今许多煤矿都面临煤炭深部开采的难题,如何将这两个问题在一定程度上进行合理处理也是现在研究的热点问题。本文以城郊煤矿二水平回风大巷反掘段为研究对象,采用因素分析的方法确定了高应力下煤巷掘进速度的影响因素为掘进设备、地质条件、组织管理和支护参数。通过实验室实验的方法,确定了巷道围岩的力学性能;通过数值计算方法,研究了高应力对于煤巷变形的影响程度;通过数值模拟对巷道形状、巷道宽高比以及支护参数进行了优化;通过现场考察对巷道掘进过程中的生产组织管理的环节进行了优化。通过对煤巷掘进关键因素的优化,形成了适用于城郊矿二水平的高应力影响下的煤巷快速掘进的支护方案。并在进行工业性应用时通过现场观察发现掘进工作面生产组织时存在的问题,提出了有助于提高掘进速度的整改的意见。基于以上研究成果,提高了城郊矿煤巷掘进的掘进速度,在实际应用中效果良好,掘进速度得到明显提升。本论文为巷道掘进方面提供了一定的借鉴意义,推广煤巷掘锚支护一体化机组的使用,对平衡采掘关系,提高巷道掘进速度,为煤碳资源向深部开发发挥了积极作用。论文包含图36幅,表格21个,参考文献72篇。
赵明洲[5]（2020）在《赵庄矿综掘煤巷复合顶板稳定机制与安全控制技术》文中研究表明随着煤炭的高强度和大规模开采,煤巷的年消耗量逐渐增加,掘进速度远落后于回采速度的现状致使矿井采掘关系空前紧张。支护作为煤巷掘进的主要工序之一,其参数的合理选择是保证复合顶板煤巷掘进施工安全和提高掘进速度的重要前提。在煤巷综掘施工过程中,滞后支护距离过大易发生空顶区顶板冒顶,距离过小将增加掘进循环次数,进而降低掘进速度。此外,永久支护强度不足易引发事故,而提高支护强度往往会增加支护用时,降低开机率,进而限制掘进速度的提升。因此,如何设计出合理的支护参数及其施工工序,在保证施工安全的前提下,最大限度地提高煤巷掘进速度,已成为煤矿生产过程中亟待解决的难题。本文以赵庄矿53122回风巷为工程背景,综合采用现场调研、数值模拟、实验室试验、理论分析和现场工程试验等方法,分别对复合顶板煤巷综掘速度制约因素、煤巷围岩地质力学特性、综掘煤巷复合顶板稳定性渐次演化规律及其影响因素、空顶区和支护区复合顶板变形破坏机制等方面开展了系统研究,揭示了综掘煤巷空顶区及支护区复合顶板的稳定性机理,进而提出了综掘煤巷复合顶板安全控制技术,并在复合顶板煤巷进行了综掘实践,主要成果如下:（1）通过对《赵庄矿复合顶板煤巷综掘速度制约因素调查问卷》进行因子分析,获得了复合顶板煤巷综掘速度的制约因素。影响赵庄矿复合顶板煤巷综掘速度的因素主要包括5个方面:围岩安全控制技术因子、工程地质环境因子、掘进装备因子、职工素质因子和施工管理因子。（2）深入分析了煤巷综掘施工过程中复合顶板稳定性渐次演化规律及其影响因素,揭示了综掘煤巷不同空间区域复合顶板稳定性机理。综掘煤巷复合顶板的应力、变形及塑性破坏沿巷道轴向方向及顶板纵深方向均呈渐次演化特征,尤其是综掘工作面空顶区和支护区顶板的浅部岩层,应力显着降低,承载能力急剧下降,变形逐渐增大。围岩条件、掘进参数和巷道支护对综掘煤巷支护区和空顶区复合顶板稳定性影响规律表明,空顶区和支护区顶板的下沉量:随煤巷埋深和侧压系数的增大而增大;随顶板岩层分层厚度的增大呈非线性减小;随煤巷掘进宽度的增大而增大,且增幅呈非线性降低特征;随巷高的增大呈非线性增大;随综掘速度的提升而减小;随掘进循环步距的增大而增大;随滞后支护距离的增大而增大,空顶区顶板比支护区顶板对滞后支护距离更敏感,且垂直最大位移及其位置跟滞后支护距离密切相关;支护强度对支护区顶板的影响程度明显高于其对空顶区顶板的影响程度。（3）构建了空顶区及支护区复合顶板的力学模型,分析了空顶区及支护区复合顶板的变形破坏特征及稳定性影响因素,进一步揭示了空顶区和支护区复合顶板的变形破坏机制。建立了复合顶板一边简支三边固支的薄板力学模型,运用弹性力学理论求解出空顶区复合顶板任一点的挠度与应力公式;失去下方煤体支撑的空顶区复合顶板在水平应力及岩层自重的复合作用下率先产生挠曲下沉,进而产生层间离层和剪切错动,随着挠曲变形的进一步增大,空顶区顶板下表面产生较大拉应力,四周边缘产生较大的剪切作用力,当拉应力或剪应力超过顶板岩层的极限强度时,顶板将发生失稳。根据空顶区顶板下表面应力值,依据拉应力破坏准则确定出赵庄矿综掘煤巷极限空顶距不超过4.64m;空顶距随巷宽和上覆载荷的增大而减小,空顶距随空顶区顶板岩层厚度的增加而增大。构建了综掘煤巷支护区锚固复合顶板的弹性地基梁力学模型,得出支护区顶板的挠度分布基本特征;系统研究了埋深、垂直应力集中系数、顶板岩层的杨氏模量、巷帮煤体的杨氏模量、巷帮基础厚度、巷道掘进宽度对支护区顶板弯曲变形的影响规律。支护区锚固复合顶板在上覆岩层压力、岩层自重及高水平应力的复合作用下产生弯曲变形,层间离层及剪切错动使复合顶板锚固岩梁的连续性和完整性遭到破坏,在拉应力和剪应力复合作用下将发生失稳。（4）提出了以预应力锚杆和锚索为支护主体的复合顶板“梁-拱”承载结构耦合支护技术及其分步支护技术。分析了围岩防控对策对煤巷综掘速度的影响原因:（1）未能弄清煤巷综掘工作面空顶区顶板的稳定机理,盲目地通过缩短空顶距离的方式来防范空顶区顶板失稳,使掘进循环次数增多,掘进机组进退更加频繁。（2）对综掘煤巷复合顶板稳定空间演化规律及锚固顶板变形失稳机理的研究不够深入,为了使顶板得到稳定控制,在掘进时强调支护的一次性和高强性,从而导致支护工序耗时长,掘进机的开机率较低。（3）悬臂式掘进机配合液压锚杆钻车完成掘进工作时,受二者频繁交叉换位及允许同时支护作业的钻车数量限制影响,掘进循环作业时间延长。（4）对工程地质环境的掌控还不够精细化,全矿井所有回采巷道的掘进工作面均采用同一掘进（空顶距、循环步距）及支护（锚索间排距、支护流程）参数,而未能实时地根据工程地质环境的变化情况对其做出动态调整。在此基础上,提出了煤巷快速综掘复合顶板安全控制思路。复合顶板中安装预应力锚杆后,既可以发挥锚杆的“销钉”作用,又可以增大层面间的摩擦力,从而增强复合顶板的抗剪能力;经预应力锚杆加固与支护后,一定锚固范围内形成的压应力改善了顶板的应力状态,顶板强度得到大幅提高,承载能力将明显增强;锚索既可以将深部稳定岩层与浅部锚杆支护形成的组合梁承载结构连接起来形成厚度更大承载能力更强的顶板组合承载结构,又能增大岩层间的剪切阻抗,有效控制顶板离层,增强复合顶板岩层的连续性,提高复合顶板的整体稳定性;随着锚索锚杆预紧力的加大,复合顶板中压应力的叠加程度逐渐增高,有助于顶板形成刚度更大的承载结构。随着锚索锚杆布设间距的减小,支护应力场的叠加程度将逐步增强,然而,过小的间距虽然形成的承载结构刚度变大,但承载结构范围将有所减小;随着锚索长度的增加,顶板中压应力范围在沿顶板高度方向上不断增大的同时有效支护应力不断降低。煤巷复合顶板天然承载结构平衡拱的形成使其拱内自稳能力不足的岩层成为顶板稳定性控制的重点,同时由于煤巷复合顶板具有逐层渐次垮冒的工程特点,所以,增强拱内岩层的自稳能力并充分调动天然承载结构的承载能力使其相互作用是保持复合顶板稳定的关键,基于此,提出以预应力锚杆和锚索为支护主体的“梁-拱”承载结构耦合支护技术;同时,基于综掘煤巷具有显着的开挖面空间效应,充分利用围岩的自承能力,提出了煤巷快速综掘分步支护技术。（5）基于复合顶板“梁-拱”承载结构耦合支护技术及综掘煤巷分步支护技术,选取典型煤巷为试验巷道,开展复合顶板煤巷综掘的现场试验,取得了良好的应用效果。结合赵庄矿综掘施工条件及53122回风巷工程地质条件,充分发挥预应力锚杆和锚索的支护特性,以构建煤巷复合顶板的“梁-拱”承载结构为出发点,制定了及时安全支护和滞后稳定支护方案,在此基础上优化了综掘工艺流程和施工组织管理。试验结果表明,煤巷围岩保持稳定的同时,综掘速度由9.6m/d提高至12m/d,增幅达25%。
康高鹏[6]（2019）在《煤巷快速掘进工艺及超前临时支护研究》文中研究说明在我国煤矿中,由于开采能力与效率不断的提高,百万吨甚至千万吨综采工作面大量涌现,使得年新增回采巷道量大幅度增加,但是煤巷巷道快速掘进、支护技术与机械设备相对综采发展滞后,巷道的掘进速度显然达不到回采的大量需求,全国煤炭行业普遍存在采掘比例失调的问题。并且在煤矿安全事故中,巷道掘进时冒顶、片帮事故占比高居不下的大背景下。本文通过对影响煤巷快速掘进因素和现有超前临时支护技术的分析研究总结,从中发现掘进机破岩效率、钻孔效率以及运输效率基本满足要求,然而施工工艺、掘进方式还存在很多问题,空顶距的合理最大化是有效提高掘进速度的途径,临时支护是制约煤巷快速掘进的瓶颈。而现有的设备都是以掘进机为基础研发配套设备,要使掘进发生质的飞跃,急需研发以支护工艺为主体的一体机械自动化设备。针对施工工艺和掘进方式的不足,在悬臂式掘进机配套单体锚杆钻机的施工工艺下,研究分析切割工艺和支护工艺,通过掘进机断面极限形状分析和有限元程序对“蛇形”、“回形”、“螺旋形”三种截割路径的数值模拟分析,得到从下至上的“蛇形”最优切割路径方式最有利于巷道围岩的稳定,提出掘进机机身左右不动,煤巷断面切割快速一次成型,临时支护与永久支护“合二为一”的提高掘进速度的途径。以渭北董东煤业有限公司50110回风巷为工程背景,采用Midas GTS NX有限元程序分析了不同的空顶距离、截面形状、煤层埋深对机掘煤巷空顶区围岩稳定性的影响,得到矩形巷道围岩位移和塑性区分布规律,得到直墙圆拱巷道断面可将空顶距离由4m提高到4.8m。针对现有临时支护设备的缺陷,提出适合现有掘进工艺临时支护设备应具有的优点和改进思路,设计了一种配合悬臂式掘进机施工的临时防护支架结构,提出了两种有利于快速施工的防护支架局部结构,并通过数值模拟分析了支架主要承重构件的受力特性。
贺富杰[7]（2018）在《半煤巷快速掘进施工工艺的选择及应用效果分析》文中认为本文以泰安煤业11102工作面半煤岩巷运输顺槽掘进为工程背景,采用理论分析、现场监测等方法,对半煤岩巷快速掘进施工工艺的选择及应用效果进行分析研究。分析确定采用综掘机械化开采技术,同时配置重型硬岩掘进机械进行半煤岩巷的快速掘进。通过现场观测及经济效益的分析,确定了11102工作面采用快速掘进施工方法的实用性及经济性。
马睿[8]（2016）在《巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制》文中指出煤巷快速掘进是矿井提高单掘速度、保障生产接替、提高煤矿机械化水平的重要支撑技术,在我国矿井应用十分广泛。受掘进工艺流程影响,煤巷掘进作业人员经常处于空顶区边缘或内部,施工安全受空顶区顶板稳定性严重影响。同时,空顶区稳定性规律是设备、工艺及支护设计的基础,煤层伴生顶底板岩层多为性质软弱的泥质岩性,不及时支护或受掘进施工扰动易破碎垮落,所以空顶区顶板安全问题严重困扰着快速掘进技术的现场应用。论文以快速掘进煤巷空顶区顶板为主要研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,以空顶区顶板岩梁结构为切入点,研究了快速掘进煤巷空顶区顶板稳定性规律及主要影响因素,揭示了空顶区顶板变形破坏规律及与迎头结构的相互作用关系,在此基础上对煤巷空顶区顶板围岩控制技术、快速掘进工艺问题以及配套设备问题等几方面进行了研究。主要成果如下:（1）分析了顶板结构特征,得出了空顶区顶板稳定性机理。随顶板厚度增加,其抗弯模量逐渐增大;随顶板岩梁深跨比增大,其挠度逐渐减小,煤壁内支承压力逐渐降低。帮部岩体变形会增加顶板岩梁的有效跨度,削弱其稳定性;顶板可承载自身和冒落范围岩体的载荷时,帮锚可显着提高锚固体抗压和抗剪强度、减小破碎区及塑性区宽度、优化顶板受力,有效控制顶板下沉。（2）得出了帮部刚度、循环步距及顶板支护强度等因素对空顶区顶板稳定性的影响规律:空顶区塑性区为椭圆形,其长轴由迎头岩体性质决定,短轴受帮部刚度影响;循环步距对空顶区顶板垂直应力分布影响极小,但对后方已支护顶板的二次下沉影响较大;增加后方顶板支护强度对空顶区顶板下沉量减小效果微弱,但能改善其承载状态,为迎头提供较好的推进基础。（3）揭示了迎头支撑结构和滞后支护对空顶区顶板稳定性的影响规律。滞后支护与迎头“C”型支撑结构的组合状态决定了空顶区顶板的下沉量及破坏状态,随着空顶距离增大,组合状态演化过程可分为叠加支撑、协同支撑、独立支撑三个阶段;以此为基础,形成了滞后支护与迎头支撑结构“C+”耦合支护的技术思路。（4）得到了顶板弯曲下沉易诱发直接顶岩层发生拉伸破坏失稳的本质规律。空顶距离增大使得迎头支撑和滞后支护仅能限制悬空顶板两端的竖向位移,空顶区中部的无约束状态导致该处的拉应力分布,且拉应力峰值位置偏向空顶区后部,成为顶板破坏垮落的突破区域。（5）借助主成分分析法分析了影响快速掘进的人、机、物料、作业方法、环境五大要素。截割头的截割效率是制约巷道掘进速度的一个薄弱环节,通过对比分析“S”型切割轨迹和螺旋线切割轨迹围岩应力分布特征,得出采用自下而上推进方式的“S”型切割轨迹更有利于保持巷道围岩的稳定。结合济宁三矿的工程条件,开展了针对性的实践探索,取得了良好的控制效果,进一步验证和诠释本文理论研究工作的合理性和有效性。
张忠国[9]（2016）在《煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术》文中研究说明针对煤矿采掘机械化比例失调矛盾比较突出的现象,研究了煤巷快速掘进技术和模式。在分析掘进管理、设备研发、快速掘进类型等发展的基础上,探讨了掘进与支护以及工作机械与辅助机械的制约关系,研究了锚杆支护机具布置及自动化、掘进工作面部分支护、辅助作业机械化、动力控制联合设计等关键技术,阐述了掘进机位不横向调动、减少掘进工作面支护作业、物料运输连续化等快速掘进技术具备的基本特点;同时介绍了单功能掘进、自行式掘锚运、掘锚运一体化和掘进与辅助机械统筹模式发展趋势。神东第1套快速掘进后配套设备通过持续改进,月进尺由最初1 505 m到成功突破3 000 m的实践结果表明:从机械化掘进系统的角度设计、运行、管理快速掘进,其装备和工艺技术向掘支运辅一体化的方向发展是正确的。
朱现磊,杨仁树,宫全红[10]（2015）在《大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化》文中研究表明为了提高大断面煤巷的掘进速度,运用因子分析法获得了影响金庄煤业大断面煤巷快速掘进的4个因子:工程地质条件因子、掘进设备因子、支护技术因子及施工组织管理因子,并利用FLAC3D软件对不同支护方案进行数值计算,得出了较优的支护参数。现场应用表明,优化方案显着提高了巷道支护的速度和可靠性,为首采面的早日开采奠定了基础。
二、大断面煤巷快速掘进技术研究与探索（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大断面煤巷快速掘进技术研究与探索（论文提纲范文）
（1）浅谈煤矿安撤人员的素质教育及安全管理（论文提纲范文）
| 1 实施煤矿安撤专业化素质培训教育 |
| 1.1 推行煤矿安撤专业管理安全培训 |
| 1.2 推行煤矿安撤专业技能实操培训 |
| 1.3 推行了轮训制安撤技能提升法 |
| 1.4 推行了“三系级考核”“师带徒”等措施 |
| 1.5 实施煤矿安撤“五描述一操作”学习演练及考核 |
| 2 实施煤矿安撤专业化安全管理 |
| 2.1 实施安撤专业“633安全管理”法 |
| 2.2 实施安撤重点工程“跟班包保”制度 |
| 2.3 建立煤矿安撤安全基础管理制度 |
| 2.4 发挥生产技术对煤矿安撤管理的保障作用 |
| 2.5 调整改进煤矿安撤生产工艺 |
| 3 结论 |
（2）深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 煤岩复合顶板巷道变形破坏特征 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.2 21205 工作面运输巷概况 |
| 2.3 地应力测试 |
| 2.4 围岩物理力学性能测试 |
| 2.5 煤岩样微观测试 |
| 2.6 巷道变形特征及控制效果评价 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤岩组合试样力学特性差异及能量耗散过程 |
| 3.1 数字散斑相关测量方法 |
| 3.2 实验方案及设备 |
| 3.3 不同高比煤岩组合试样的力学特性 |
| 3.4 不同高比煤岩组合试样的应变场演变规律 |
| 3.5 不同高比煤岩组合试样的能量耗散规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于应力释放的煤岩复合顶板巷道渐进破坏规律 |
| 4.1 关键参数确定及数值模型建立 |
| 4.2 无支护条件下巷道围岩位移场与裂隙场演化规律 |
| 4.3 顶煤厚度对巷道围岩稳定性的影响规律 |
| 4.4 煤岩复合顶板巷道的控制原则 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤岩复合顶板厚层跨界锚固机制 |
| 5.1 锚固系统研发背景 |
| 5.2 不同长度锚杆锚固区损伤演化规律 |
| 5.3 顶板厚层跨界锚固原理及厚层锚固系统研发 |
| 5.4 巷道支护系统设计及模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 煤岩复合顶板厚层锚固承载作用机制 |
| 6.1 相似模拟材料力学测试及参数确定 |
| 6.2 相似模拟实验设计及模型建立 |
| 6.3 围岩应力演化特征及巷道变形破坏规律 |
| 6.4 顶板厚层锚固系统的抗冲击特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 跨界长锚固柔化结构设计及多工况力学性能分析 |
| 7.1 长锚杆适用条件及新型柔性锚杆研发 |
| 7.2 实验的设备、材料及方法 |
| 7.3 柔性锚杆关键参数选择及拉伸力学性能研究 |
| 7.4 长期荷载下柔性锚杆力学特性研究 |
| 7.5 循环荷载下柔性锚杆力学特性研究 |
| 7.6 柔性锚杆现场应用研究 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 工业性试验研究 |
| 8.1 葫芦素煤矿21205 运输巷典型工程实例 |
| 8.2 门克庆煤矿3108 运输巷典型工程案例 |
| 8.3 本章小结 |
| 9 结论 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 主要创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）城郊矿高应力煤巷掘锚护一体化快速掘进支护技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容、方法和路线 |
| 2 煤岩物理力学特性测试及围岩结构特征探测 |
| 2.1 巷道地质工程背景 |
| 2.2 煤岩物理力学特性测试分析 |
| 2.3 岩石微观结构特征分析 |
| 2.4 深部巷道地应力测试分析 |
| 2.5 巷道围岩结构裂隙发育特征探测研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 掘锚护一体化煤巷合理断面形状与尺寸设计 |
| 3.1 巷道断面形状合理设计 |
| 3.2 巷道宽高比合理设计 |
| 3.3 巷道断面合理尺寸确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高应力煤巷围岩支护参数合理设计 |
| 4.1 高应力煤巷围岩支护结构 |
| 4.2 高应力煤巷围岩支护数值模拟 |
| 4.3 煤巷合理支护参数设计 |
| 4.4 煤巷支护参数数值模拟合理设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 掘锚护一体化煤巷掘进支护工艺优化 |
| 5.1 支护材料力学特性改进设计 |
| 5.2 掘锚护快速掘进技术设备应用 |
| 5.3 掘进与支护工艺组织优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 高应力煤巷围岩变形规律及控制效果评价 |
| 6.1 巷道围岩变形监测 |
| 6.2 巷道围岩变形监测结果分析 |
| 6.3 巷道围岩变形特征 |
| 6.4 巷道围岩控制方案 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）城郊煤矿高应力煤层大巷快速掘进工艺及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 工程地质特征 |
| 2.1 工程地质概况 |
| 2.2 煤岩体力学性质测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高应力煤层大巷围岩变形破坏特征及影响因素研究 |
| 3.1 煤层大巷快速掘进影响因素分析 |
| 3.2 地应力分布规律 |
| 3.3 围岩松动圈测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 城郊煤矿煤层大巷快速掘进工艺优化 |
| 4.1 巷道断面形状优化 |
| 4.2 支护技术参数优化 |
| 4.3 掘进与支护工艺组织优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 工业性试验 |
| 5.1 巷道围岩支护技术方案 |
| 5.2 矿压显现规律实测 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 主要结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）赵庄矿综掘煤巷复合顶板稳定机制与安全控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 锚杆支护技术发展与支护理论研究现状 |
| 1.2.2 煤巷复合顶板变形机理及其控制研究现状 |
| 1.2.3 煤巷掘进工作面围岩稳定性研究现状 |
| 1.2.4 煤巷综掘技术及其应用现状 |
| 1.2.5 存在的主要问题 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 煤巷围岩地质力学特性及综掘速度制约因素 |
| 2.1 赵庄矿工程地质环境 |
| 2.1.1 工程地质条件 |
| 2.1.2 地应力场分布规律 |
| 2.2 煤巷围岩力学特性测试 |
| 2.2.1 围岩矿物成分测试 |
| 2.2.2 围岩基本物理力学参数测定 |
| 2.3 煤巷顶板结构特征探测 |
| 2.3.1 煤巷复合顶板基本特征及分类 |
| 2.3.2 煤巷顶板内部结构探测 |
| 2.4 复合顶板煤巷综掘施工现状 |
| 2.4.1 煤巷综掘施工方案 |
| 2.4.2 煤巷综掘速度现状 |
| 2.5 复合顶板煤巷综掘速度制约因素 |
| 2.5.1 复合顶板煤巷综掘速度制约因素的基本构成 |
| 2.5.2 复合顶板煤巷综掘速度制约因素因子分析 |
| 2.5.3 复合顶板煤巷快速综掘的实施途径分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 综掘煤巷复合顶板稳定性演化规律及其影响因素 |
| 3.1 煤巷综掘工艺及空间区划 |
| 3.1.1 煤巷综掘工艺描述 |
| 3.1.2 综掘煤巷空间区划 |
| 3.2 综掘煤巷复合顶板稳定性演化规律 |
| 3.2.1 综掘煤巷数值计算模型 |
| 3.2.2 顶板应力渐次演化规律 |
| 3.2.3 顶板变形动态演化规律 |
| 3.2.4 顶板塑性区演化规律 |
| 3.3 综掘煤巷复合顶板稳定性影响因素分析 |
| 3.3.1 综掘煤巷复合顶板稳定性影响因素分类 |
| 3.3.2 围岩条件对顶板稳定性的影响规律 |
| 3.3.3 掘进参数对顶板稳定性的影响规律 |
| 3.3.4 巷道支护对顶板稳定性的影响规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 综掘煤巷复合顶板变形破坏机制研究 |
| 4.1 综掘煤巷空顶区复合顶板变形破坏机制 |
| 4.1.1 薄板小挠度弯曲基本理论 |
| 4.1.2 空顶区复合顶板变形规律 |
| 4.1.3 空顶区复合顶板变形破坏机制 |
| 4.2 空顶距的确定及其影响因素分析 |
| 4.2.1 综掘煤巷空顶距的确定 |
| 4.2.2 空顶距影响因素敏感性分析 |
| 4.3 综掘煤巷支护区复合顶板变形破坏机制 |
| 4.3.1 煤巷复合顶板变形破坏基本特征 |
| 4.3.2 支护区复合顶板弯曲变形规律 |
| 4.3.3 支护区复合顶板变形破坏机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 综掘煤巷复合顶板安全控制技术研究 |
| 5.1 综掘煤巷复合顶板安全控制思路 |
| 5.1.1 围岩防控对策对煤巷掘进速度的影响 |
| 5.1.2 快速综掘煤巷复合顶板安全控制思路 |
| 5.2 锚杆(索)对复合顶板的作用效应分析 |
| 5.2.1 锚杆对复合顶板的控制作用 |
| 5.2.2 锚索对复合顶板的控制作用 |
| 5.2.3 锚杆(索)支护关键影响因素分析 |
| 5.3 综掘煤巷复合顶板安全控制技术 |
| 5.3.1 复合顶板“梁-拱”承载结构耦合支护技术 |
| 5.3.2 综掘煤巷复合顶板分步支护技术 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 现场工程试验 |
| 6.1 综掘煤巷工程地质条件 |
| 6.2 复合顶板煤巷综掘施工方案优化 |
| 6.2.1 综掘煤巷支护方案优化 |
| 6.2.2 煤巷综掘工艺流程优化 |
| 6.2.3 煤巷综掘施工组织优化 |
| 6.3 复合顶板煤巷综掘试验效果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）煤巷快速掘进工艺及超前临时支护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 课题的背景 |
| 1.1.2 研究的意义 |
| 1.2 本课题国内外的研究现状 |
| 1.2.1 煤巷快速掘进工艺研究现状 |
| 1.2.2 超前临时支护技术研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 本课题的研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 煤巷快速掘进影响因素分析 |
| 2.1 机械设备的选型 |
| 2.1.1 掘进机 |
| 2.1.2 锚杆钻机 |
| 2.1.3 运输设备 |
| 2.2 工程地质条件 |
| 2.3 施工工艺 |
| 2.4 掘进工艺 |
| 2.5 临时支护 |
| 2.6 小结 |
| 3 煤巷快速掘进改进工艺研究 |
| 3.1 切割工艺 |
| 3.1.1 掘进机掘进断面极限形状 |
| 3.1.2 掘进机切割路径 |
| 3.1.3 掘进机切割最优路径建模仿真分析 |
| 3.2 支护“合二为一”的工艺 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 实现快速掘进空顶距优化 |
| 4.1 数值模拟研究 |
| 4.1.1 工程背景介绍 |
| 4.1.2 模拟方案设计 |
| 4.2 空顶距离对巷道空顶区围岩稳定性的影响 |
| 4.2.1 位移场分布规律 |
| 4.2.2 塑性区分布规律 |
| 4.3 巷道截面形状对空顶区围岩稳定性的影响 |
| 4.4 煤层埋深对空顶区围岩稳定性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实现快速掘进临时支护设备的改进 |
| 5.1 适应掘进工艺临时支护设备应具有的优点 |
| 5.2 临时支护设备改进思路 |
| 5.3 新型临时支架的研发 |
| 5.3.1 临时支架总体设计思路 |
| 5.3.2 超前临时支架的设计特色 |
| 5.3.3 超前临时支架的承载机理 |
| 5.3.4 超前临时支架的支护数据设定 |
| 5.3.5 基于CAXA3D的支架实体设计 |
| 5.4 超前临时支架的主要受力构件的数值模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）半煤巷快速掘进施工工艺的选择及应用效果分析（论文提纲范文）
| 1 工程概况 |
| 2 半煤巷掘进施工工艺选择 |
| 2.1 按照半煤巷的长度加以确定 |
| 2.2 按照半煤巷岩石性质选择 |
| 3 半煤巷快速掘进施工效果 |
| 3.1 施工效果 |
| 3.2 围岩位移监测 |
| 4 经济效益分析 |
| 5 结论 |
（8）巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| Extended Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方案 |
| 2 空顶区顶板结构及稳定性影响规律 |
| 2.1 顶板岩梁结构及力学模型 |
| 2.2 顶板深跨比对巷道支护影响规律 |
| 2.3 顶板下沉受巷帮支护强度影响规律 |
| 2.4 循环步距对空顶区顶板稳定性的影响规律 |
| 2.5 支护强度对顶板稳定性的影响规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 掘进工作面空顶区顶板围岩结构稳定性及关键影响因素分析 |
| 3.1 “C+”结构与空顶区顶板关系分析 |
| 3.2 空顶距离对空顶区顶板稳定性影响规律 |
| 3.3 顶板应力分布及位移渐次演化特征 |
| 3.4 顶板结构及破坏特征受空顶距离影响特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 快速掘进空顶区顶板稳定高性能锚杆支护机理 |
| 4.1 不同空顶条件下顶板稳定性分析 |
| 4.2 顶板锚网支护安全判定准则 |
| 4.3 大间排距高性能锚杆原理 |
| 4.4 锚杆合理支护参数模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤巷快速掘进的工艺系统影响要素研究 |
| 5.1 煤巷掘进及其工艺过程 |
| 5.2 快速掘进影响要素研究 |
| 5.3 综掘机切割方式与巷道快速掘进研究 |
| 5.4 截割轨迹建模与仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 工业性试验 |
| 6.1 工程地质概况 |
| 6.2 巷道围岩控制方案 |
| 6.3 煤巷快速掘进工艺系统影响要素优化 |
| 6.4 应用效果分析 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 煤巷快速掘进技术发展及应用现状 |
| 1. 1 优化支护工艺,加强劳动组织 |
| 1. 2 改进掘进装备,优化辅助机械 |
| 1. 3 工序系统设计,设备配套协调 |
| 2 煤巷快速掘进技术模式发展现状及应用 |
| 2. 1 单功能掘进机模式 |
| 2. 2 自行式掘锚运模式 |
| 2. 3 掘锚运一体化模式 |
| 2. 4 掘进与辅助机械统筹模式 |
| 2. 5 后配套持续改进,掘进速度不断加快 |
| 3 关键技术问题探讨 |
| 3. 1 掘进与支护速度 |
| 3. 2 锚杆支护机具自动化 |
| 3. 3 分布式锚杆支护机具 |
| 3. 4 掘进工作面部分支护 |
| 3. 5 辅助作业机械化 |
| 3. 6 动力控制联合设计 |
| 4 结语 |
（10）大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化（论文提纲范文）
| 1工程概况 |
| 2大断面煤巷快掘影响因素 |
| 2.1问卷调查表的形成 |
| 2.2因子分析法 |
| 2.3大断面煤巷快掘影响因子分析 |
| 3大断面煤巷快速掘进技术优化措施 |
| 3.1大断面煤巷快速掘进各影响因素分析 |
| 3.2大断面煤巷快速掘进参数优化 |
| 3.2.1模型的建立 |
| 3.2.2不同支护方案设计 |
| 3.2.3模拟结果及分析 |
| 4结语 |
四、大断面煤巷快速掘进技术研究与探索（论文参考文献）
- [1]浅谈煤矿安撤人员的素质教育及安全管理[J]. 宋有福,刘晨曦,芦兴东. 山东煤炭科技, 2021(12)
- [2]深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究[D]. 谢正正. 中国矿业大学, 2020
- [3]城郊矿高应力煤巷掘锚护一体化快速掘进支护技术研究[D]. 何东升. 中国矿业大学, 2020
- [4]城郊煤矿高应力煤层大巷快速掘进工艺及应用[D]. 董广乐. 中国矿业大学, 2020(03)
- [5]赵庄矿综掘煤巷复合顶板稳定机制与安全控制技术[D]. 赵明洲. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [6]煤巷快速掘进工艺及超前临时支护研究[D]. 康高鹏. 西安科技大学, 2019(01)
- [7]半煤巷快速掘进施工工艺的选择及应用效果分析[J]. 贺富杰. 山东煤炭科技, 2018(12)
- [8]巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D]. 马睿. 中国矿业大学, 2016(03)
- [9]煤巷快速掘进系统的发展趋势与关键技术[J]. 张忠国. 煤炭科学技术, 2016(01)
- [10]大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化[J]. 朱现磊,杨仁树,宫全红. 煤炭工程, 2015(07)