本文關(guān)鍵詞：回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類及錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)研制與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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及華晉焦煤公司沙曲礦３＇－４’合并層回采巷道的圍巖穩(wěn)定性分類類別與錨桿支護(hù)進(jìn)行了預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

神東礦區(qū)大柳塔、榆家梁礦煤層賦存穩(wěn)定，巷道頂板為均質(zhì)巖層，直接頂與煤層的抗壓強(qiáng)度都很高，韌性大，煤巖體裂隙均不發(fā)育，留煤頂維護(hù)巷道的頂板完整性好，綜掘機(jī)組開掘回采巷道，對巷道圍巖的破壞擾動(dòng)小，并且埋深淺、巷道壓力顯現(xiàn)不太明顯，通過圍巖穩(wěn)定性類別預(yù)測分析，都屬于Ⅱ類穩(wěn)定巷道。對支護(hù)非常有利。經(jīng)計(jì)算，巷道兩幫的破壞深度均沒有達(dá)到要支護(hù)的范圍。頂板有一定的破壞�？梢圆捎脝误w錨桿加托板進(jìn)行加固支護(hù)。從支護(hù)效果來看滿足了巷道支護(hù)的要求。

沙曲礦３＇－４啥并層煤層厚度平均４．２ｍ，屬于大采高，煤質(zhì)較軟，穩(wěn)定性差，埋深達(dá)到４０２ｍ，通過圍巖穩(wěn)定性類別預(yù)測分析，該巷道屬于Ⅳ類不穩(wěn)定巷道。如不及時(shí)支護(hù)，容易發(fā)生垮落和片幫事故。經(jīng)計(jì)算，巷幫破壞深度達(dá)到２．１８ｍ�，F(xiàn)場觀測，片幫嚴(yán)重。巷幫采用帶傾斜錨桿＋Ｗ鋼帶＋網(wǎng)的支護(hù)形式。頂板的支護(hù)形式為：帶傾斜錨桿支護(hù)＋Ｗ鋼帶。對于受二次采動(dòng)影響，需要對巷道頂板同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固支護(hù)�？紤]到工作面采高和巷道高度為４ｍ，受大采高工作面回采巷道影響使回采巷道的礦壓顯現(xiàn)非常劇烈，頂板破壞高度較大（１．８ｍ），為保證巷道下位錨桿支護(hù)層位巖層的穩(wěn)定，頂板的最終支護(hù)形式為：帶傾斜錨桿支護(hù)＋ｗ鋼帶＋預(yù)應(yīng)力錨索的聯(lián)合支護(hù)形式。從支護(hù)效果來看滿足了巷道支護(hù)的要求，保證了安全生產(chǎn)的需要。

同時(shí)通過對神東礦區(qū)以及華晉焦煤公司沙曲礦錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的研究，證明《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》可以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，具有科學(xué)性和實(shí)用性。７８

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第六章結(jié)論及展望

６．１結(jié)論

錨桿支護(hù)作為一種有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式，由于對巷道圍巖結(jié)構(gòu)的改變和強(qiáng)度的強(qiáng)化作用，可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，加之具有支護(hù)成本較低、成巷速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低，以及提高巷道斷面利用率、簡化回采面端頭維護(hù)工藝、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點(diǎn)，可提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益，因而成為世界各國礦井巷道的一種主要支護(hù)形式，代表了煤礦巷道支護(hù)的只要發(fā)展方向。自錨桿支護(hù)技術(shù)在我國煤礦應(yīng)用以來，我國采礦科技人員在支護(hù)理論與實(shí)踐方面做了大量工作，積累了大量資料，取得了豐富經(jīng)驗(yàn)。但是由于各方面原因，我國煤礦巷道錨桿支護(hù)在理論與設(shè)計(jì)上仍然存在一些問題。這主要是由于目前真正系統(tǒng)掌握先進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)的還是少數(shù)礦區(qū)和工程單位，而大部分基層生產(chǎn)單位還未了解，仍處在經(jīng)驗(yàn)支護(hù)的狀態(tài)中。遇到問題先用一般支護(hù)技術(shù)來對付，然后反復(fù)維修，，因而造成每年數(shù)以億計(jì)的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。此外，由于錨桿參數(shù)計(jì)算方法繁多、計(jì)算過程比較復(fù)雜，需要大量的理論計(jì)算和反復(fù)校核過程，現(xiàn)場的工程設(shè)計(jì)人員難以掌握和應(yīng)用。也使得一些設(shè)計(jì)方法在實(shí)際工程中難以得到普及和推廣。本文針對我國目前錨桿支護(hù)技術(shù)推廣過程中存在的問題，在總結(jié)以往研究成果基礎(chǔ)上，采用模糊數(shù)學(xué)理論的多因素綜合評判方法，預(yù)測巷道圍巖穩(wěn)定性類別。按照國內(nèi)外錨桿設(shè)計(jì)理論的最新研究成果，進(jìn)行巷道支護(hù)設(shè)計(jì)決策，并用ＶＢ６．ｏ語言編程實(shí)現(xiàn)了巷道圍巖穩(wěn)定性評價(jià)與支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)。為回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類預(yù)測和錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，提供了科學(xué)實(shí)用的設(shè)計(jì)手段。

６．１．１回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類預(yù)測的結(jié)論

預(yù)測巷道圍巖穩(wěn)定性類別程序的數(shù)學(xué)模型為模糊綜合評判模型。根據(jù)全國緩傾斜、傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類的研究成果，設(shè)定評語集合為非常穩(wěn)定、穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定５個(gè)類別，因素集合為頂板強(qiáng)度、底板強(qiáng)度、煤層強(qiáng)度、直接頂與采高比值、巷道埋藏深度、護(hù)巷煤柱寬度系數(shù)、巖體完整性指數(shù)７個(gè)分類指標(biāo)，并將５個(gè)類別的聚類中心作為單因素評價(jià)矩陣，各因素的權(quán)重分配見表２—２。用“距離”量度模糊性，構(gòu)造評價(jià)矩陣。依據(jù)模糊綜合評判的結(jié)果確定圍巖穩(wěn)定性的類別。同時(shí)給

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出巷道支護(hù)建議。

６．１．２回采巷道錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)論

回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)軟件依據(jù)懸吊理論，主要通過計(jì)算巷道頂板破壞高度、兩幫破壞深度以及頂板巖層完整性系數(shù)來確定錨桿支護(hù)形式。運(yùn)用懸吊原則錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法的公式計(jì)算巷道錨桿支護(hù)的具體參數(shù)。適用于各類煤層巷道錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)。６．１．３回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)功能特點(diǎn)

《回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類》及《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》以實(shí)用性及方便性為設(shè)計(jì)原則，遵循ＶＢ６．０面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，具有友好的用戶界面，操作簡單、明了，交互性強(qiáng)，使用過程中，可視化程度高，使用方便。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的編制，完全按照Ｗｉｎｄｏｗｓ編程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

（１）可視化的界面與多任務(wù)的執(zhí)行

系統(tǒng)的輸入、輸出均實(shí)現(xiàn)了可視化，用戶可以根據(jù)友好的輸入界面以及直觀的圖表形式完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作。

系統(tǒng)允許用戶同時(shí)打開多個(gè)窗口，如在打開“文件／新建”窗口后，仍可打開其他已完成的項(xiàng)目，或新建其他項(xiàng)目，但此時(shí)的活動(dòng)窗口只有一個(gè)，待用戶選擇后即可擊活成為活動(dòng)窗口。每個(gè)打開的窗口均可進(jìn)行系統(tǒng)所具備的功能的操作，如輸入、顯示和打印等。

（２）簡單的操作與安全的運(yùn)行保障

系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的數(shù)據(jù)及參數(shù)，在輸入過程中，系統(tǒng)均給予明確的提示，使用戶操作簡單、明了。參數(shù)校核及編輯功能，使用戶可隨時(shí)對已輸入數(shù)據(jù)、參數(shù)進(jìn)行修改。同時(shí)，系統(tǒng)提供查找、替換等功能，使用戶在修改時(shí)，迅速定位，加快了操作的速度。數(shù)據(jù)在輸入過程中，均進(jìn)行了相應(yīng)的存儲，使系統(tǒng)在中斷、或非正常關(guān)閉的情況下，重新運(yùn)行能繼續(xù)進(jìn)行未完成的工作。

（３）嚴(yán)格的執(zhí)行控制與友好的用戶提示

《回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類》及《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》以先進(jìn)的支護(hù)理論為基礎(chǔ)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)程序進(jìn)行。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)的傳輸與存儲控制整個(gè)設(shè)計(jì)過程，缺少任何一步，都無法進(jìn)入下一設(shè)計(jì)過程，從而使用戶在系統(tǒng)的使用過程中，逐步掌握煤礦錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法。

６．１．３《回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類》及《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》的應(yīng)用

本文主要運(yùn)用《回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類》及《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》８０

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對神東礦區(qū)大柳塔、榆家梁礦以及華晉焦煤公司沙曲礦３＇－４‘合并層回采巷道的圍巖穩(wěn)定性分類類別與錨桿支護(hù)進(jìn)行了預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

通過對神東礦區(qū)大柳塔、榆家梁礦圍巖穩(wěn)定性類別預(yù)測分析，都屬于Ⅱ類穩(wěn)定巷道。巷道兩幫的破壞深度均沒有達(dá)到要支護(hù)的范圍。頂板有一定的破壞�？梢圆捎脝误w錨桿＋托板進(jìn)行加固支護(hù)。從支護(hù)效果來看滿足了巷道支護(hù)的要求。沙曲礦３＇－４。合并層煤層屬于Ⅳ類不穩(wěn)定巷道。巷幫采用帶傾斜錨桿＋Ｗ鋼帶＋網(wǎng)的支護(hù)形式。頂板的最終支護(hù)形式為：帶傾斜錨桿支護(hù)＋Ｗ鋼帶＋預(yù)應(yīng)力錨索的聯(lián)合支護(hù)形式。從支護(hù)效果來看滿足了巷道支護(hù)的要求，保證了安全生產(chǎn)的需要。同時(shí)通過對神東礦區(qū)以及華晉焦煤公司沙曲礦錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的研究，證明《回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類》及《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》可以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，具有科學(xué)性和實(shí)用性。６．２不足與展望

地下水對相當(dāng)數(shù)量的巖石有軟化和泥化作用，尤其對軟巖，地下水容易使其崩解和膨脹。對有些所謂的“硬巖”，地下水對其也有軟化作用。地下水是影響巷道圍巖穩(wěn)定性的一個(gè)因素。圍巖回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類預(yù)測方法沒有考慮到這些影響因素。有待今后進(jìn)一步完善。

《回采巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)決策系統(tǒng)》計(jì)算出巷道支護(hù)所需的錨桿的參數(shù)，不能給設(shè)計(jì)人員以直觀的認(rèn)識。建立相應(yīng)的繪制命令，如錨桿、錨索、托盤以及網(wǎng)等。根據(jù)不同的支護(hù)參數(shù)、支護(hù)材料，系統(tǒng)能夠繪制出相應(yīng)比例的支護(hù)斷面圖。并能夠進(jìn)行具體參數(shù)的標(biāo)注。以指導(dǎo)設(shè)計(jì)＾、員進(jìn)行現(xiàn)場施工，是下一步要做的工作。此外，進(jìn)行信息反饋及修正設(shè)計(jì)也很重要。在將初步設(shè)計(jì)實(shí)施于井下巷道后，還應(yīng)立即進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果修改初步設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更接近實(shí)際。８１

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