• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用
  • 340
  • 作者

    康红普姜鹏飞王子越张小峰刘畅罗超韦尧中郭吉昌陈志良王锐韩存地李发泉何宗科苏超

  • 单位

    中煤科工开采研究院有限公司 天地科技股份有限公司 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 陕西陕煤曹家滩矿业有限公司

  • 摘要
    分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5~6min减少为3min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过10MPa,断裂伸长率超过100%,粘结强度高于3.0 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2~3h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的巷道围岩位移在很短时间内就基本完成,要求支护必须及时且快速。在曹家滩煤矿10m超大采高综采工作面特大断面回采巷道完成近6000m的巷道掘进工程,打设钻锚一体化锚杆60000余根。锚杆施工时间、支护用工人数及作业人员劳动强度大幅降低,掘进速度、效率及自动化水平显著提高。试验巷道顶板位移量小、完整稳定,支护效果良好。煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备井下试验取得成功,具备了特大断面煤巷月掘进进尺1500~2000m的能力。提出了煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备发展路径及技术途径。
  • 关键词

    煤巷快速掘进钻锚一体化喷涂支护随掘变形监测掘支并行协同成套装备

  • 文章目录
    1 前言
    2 钻锚一体化锚杆快速支护技术
    2.1 钻锚一体化锚杆
    2.2 泵注式锚固剂
    2.3 钻锚一体化锚杆施工装备
    3 喷涂快速护表材料、技术与装备
    3.1 喷涂快速护表材料
    3.2 喷涂护表支护材料承载与安全性能
    3.3 快速自动化喷涂设备
    4巷道随掘变形动态监测技术
    5 煤巷钻锚一体化快速掘进成套装备与快速掘进新模式
    5.1 煤巷钻锚一体化快速掘进成套装备
    5.2 煤巷钻锚一体化快速掘进模式与工艺
    6 围岩位移监测与稳定性分析
    6.1 试验矿井与巷道概况
    6.2 巷道围岩地质力学测试与分析
    6.3 掘进过程中围岩位移监测与分析
    6.3.1 围岩位移监测方案
    6.3.2 围岩位移监测数据分析与稳定性评价
    7 井下试验与效果评价
    7.1钻锚一体化锚杆与锚索支护参数设计
    7.2施工工艺
    7.3掘进速度与效率
    7.4 矿压监测与支护效果评价
    8 煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备发展路径及途径
    9 结论
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