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針對(duì)深部沿空巷道圍巖變形嚴(yán)重、控制困難問(wèn)題，在深入揭示實(shí)體煤幫變形能驅(qū)動(dòng)失穩(wěn)力學(xué)機(jī)理基礎(chǔ)上，提出了“巷旁－煤幫－頂板”系統(tǒng)失穩(wěn)的能量判據(jù)，特別是從理論和技術(shù)層面解答了實(shí)體煤幫卸壓與加固的矛盾問(wèn)題，發(fā)明了與三種典型圍巖類型相適應(yīng)的巷旁支護(hù)技術(shù)與支護(hù)設(shè)計(jì)方法，形成了深部沿空巷道圍巖“卸讓抗”協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)20多個(gè)多個(gè)煤礦推廣應(yīng)用實(shí)踐表明，該項(xiàng)技術(shù)成果具有針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、安全可靠。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織專家委員會(huì)鑒定認(rèn)為，該項(xiàng)成果鑒定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

技術(shù)簡(jiǎn)介 煤礦機(jī)械化掘進(jìn)巷道進(jìn)尺快、噴漿量大、產(chǎn)塵量高，是礦工塵肺病主要來(lái)源區(qū)域。綜掘機(jī)截割和噴漿作業(yè)是掘進(jìn)巷道核心產(chǎn)塵源，對(duì)工人職業(yè)健康構(gòu)成了極為嚴(yán)重的威脅。由于截割煤巖塵潤(rùn)濕性差異大、擴(kuò)散規(guī)律復(fù)雜、封閉難度大，粉塵在通風(fēng)風(fēng)流作用下快速?gòu)浬⒅料锏雷鳂I(yè)區(qū)域，致使傳統(tǒng)除塵技術(shù)無(wú)法解決高濃度粉塵污染問(wèn)題；而干（潮）噴生產(chǎn)工藝則是導(dǎo)致噴漿作業(yè)區(qū)粉塵污染嚴(yán)重的直接原因。該科技成果主要包括以下兩方面： （1）發(fā)明了可快速覆蓋巷道全斷面的多向旋流風(fēng)幕控塵技術(shù)，短距離內(nèi)快速形成風(fēng)流方向均指向工作面、阻隔粉塵擴(kuò)散的風(fēng)幕，提高了抽塵凈化效果；構(gòu)建了由輕質(zhì)三向旋流風(fēng)幕裝置、高效濕式除塵風(fēng)機(jī)、增潤(rùn)劑定量添加裝置等構(gòu)成的高效小型化風(fēng)霧雙幕協(xié)同增效控除塵成套裝備體系； （2）研究了減阻調(diào)堵技術(shù)，發(fā)明了礦用混凝土噴射機(jī)（組）及強(qiáng)制攪拌機(jī)、噴射輔助機(jī)械臂等裝備；實(shí)現(xiàn)了管道堵塞和噴射粉塵的有效預(yù)防和主動(dòng)調(diào)控，破解了井下施工水泥塵無(wú)法源頭上根本控制的難題。 創(chuàng)新點(diǎn)及性能指標(biāo) （1）發(fā)明了由輕質(zhì)三向旋流風(fēng)幕裝置、高效濕式除塵風(fēng)機(jī)、增潤(rùn)劑定量添加裝置等構(gòu)成的高效小型化風(fēng)霧雙幕協(xié)同增效控除塵成套裝備。 （2）發(fā)明了礦用混凝土噴射機(jī)（組）及強(qiáng)制攪拌機(jī)、噴射輔助機(jī)械臂、速凝劑自動(dòng)添加裝置等濕式噴射設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了井下狹小巷道空間低塵化快速高質(zhì)量混凝土噴射。

陜西彬長(zhǎng)大佛寺礦業(yè)有限公司和西安科技大學(xué)合作，針對(duì)工作面順槽在回采動(dòng)壓下巷道破壞嚴(yán)重的難題，運(yùn)用綜合監(jiān)測(cè)手段，揭示了圍巖松動(dòng)圈范圍分布規(guī)律以及巷道圍巖破壞特征，并據(jù)此提出了巷道耦合支護(hù)技術(shù)，解決了巷道底鼓難題。并根據(jù)有關(guān)國(guó)家規(guī)范制定了《大佛寺煤礦順槽錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范》，以保證錨桿支護(hù)的質(zhì)量。 該成果經(jīng)陜西省煤炭學(xué)會(huì)鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平，申請(qǐng)專利 2 項(xiàng)。該成果在陜西省彬長(zhǎng)集團(tuán) 大佛寺煤礦的應(yīng)用，取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明公開了一種深部煤層巷道幫部軟弱煤巖支護(hù)方法，該方法主要針對(duì)深部煤層矩形或梯形巷道，巷道埋深一般為700.0～1100.0m，煤巖巖性粘結(jié)力為0.6～1.2MPa，內(nèi)摩擦角為18°～28°。該方法主要根據(jù)深部煤層巷道兩幫煤巖位移梯度分布量化確定深部煤層巷道幫部軟弱煤巖合理的錨桿、錨索及金屬支架支護(hù)參數(shù)，保持深部軟弱煤巖變形穩(wěn)定。

靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司魏家地煤礦和西安科技大學(xué)合作，針對(duì)高應(yīng)力動(dòng)壓下大巷反復(fù)破壞返修難題，分析巷道反復(fù)破壞的原因，得到高應(yīng)力動(dòng)壓軟巖巷道破壞機(jī)理，提出合理的維修支護(hù)方案，維修的巷道做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，便于操作與施工，不影響施工進(jìn)度，減小巷道服務(wù)期內(nèi)變形量、維修次數(shù)，降低生產(chǎn)成本。 該成果經(jīng)甘肅省科技廳鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平，申請(qǐng)專利 1 項(xiàng)，發(fā)表科技論文 10 余篇。該成果在 靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司魏家地煤礦二號(hào)石門返修工程的應(yīng)用，取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)地面大跨度殼體結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理研究設(shè)計(jì)地下三維網(wǎng)殼錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)，大幅度提高噴層的抗彎能力,同時(shí)使噴層整體具有一定的可縮性,能承受強(qiáng)大變形地壓及采動(dòng)荷載, 達(dá)到用較少材料又提高噴層支撐能力與讓壓的目標(biāo)。該結(jié)構(gòu)既可在巷道內(nèi)單獨(dú)組裝對(duì)圍巖進(jìn)行連續(xù)支撐，又可先撐后噴，在圍巖表面形成半剛性鋼筋混凝土薄殼襯砌結(jié)構(gòu)。三維網(wǎng)殼錨噴支護(hù)實(shí)質(zhì)上仍是錨網(wǎng)噴支護(hù)，其技術(shù)特色是用一種在地面加工成型的特殊鋼筋網(wǎng)殼支架代替普通的鋼筋網(wǎng)，大幅度提高了錨網(wǎng)噴結(jié)構(gòu)的支撐能力，不需要使用型鋼支架、錨索、圍巖注漿等手段進(jìn)行加固就能對(duì)破壞巷道進(jìn)行有效的治理。三維網(wǎng)殼錨噴結(jié)構(gòu)由普通錨桿、三維鋼筋支架和噴層等組成，該結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）三維鋼筋支架在空間內(nèi)形成眾多小網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，包裹著混凝土，能降低混凝土拉剪應(yīng)力和鋼筋的彎曲變形，提高結(jié)構(gòu)的三向穩(wěn)定性和承載力。（2）支架聯(lián)接處的可縮性墊板和支架自身的柔性讓壓性能，使混凝土噴層也具有可縮性，這樣混凝土噴層的應(yīng)力能得到削弱，因此能夠適用于高地壓環(huán)境中。（3）該支護(hù)結(jié)構(gòu)是連續(xù)支撐體系，架間無(wú)薄弱部分，支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

本發(fā)明公開了一種具有形變緩沖的抗沖擊傾向性巷道支護(hù)裝置，涉及采礦設(shè)備領(lǐng)域，本發(fā)明在外支護(hù)側(cè)板和外支護(hù)頂板的內(nèi)側(cè)設(shè)置彈性性能更好的內(nèi)支護(hù)板，這樣，在受到?jīng)_擊時(shí)，內(nèi)支護(hù)板可以實(shí)現(xiàn)緩沖形變，以便防止剛性連接而導(dǎo)致支護(hù)破壞的問(wèn)題，而且本發(fā)明的外支護(hù)側(cè)板和外支護(hù)頂板之間的連接處設(shè)置有緩沖間隙，緩沖間隙可以滿足一定的緩沖形變，保證支護(hù)性能，而在緩沖間隙內(nèi)容納設(shè)置有緩沖機(jī)構(gòu)，可以使得對(duì)沖擊力的緩沖糾正，保證支護(hù)能力，本發(fā)明的緩沖機(jī)構(gòu)具有橫向和豎向的緩沖，實(shí)現(xiàn)不同方向的緩沖支護(hù)效率，同時(shí)，橫向緩沖機(jī)構(gòu)和豎向緩沖機(jī)構(gòu)可以在不同方向進(jìn)行緩沖，實(shí)現(xiàn)空間角度的微調(diào)控制，保證支護(hù)效果。

本發(fā)明公開了一種深部巷道軟弱煤巖松動(dòng)圈厚度的計(jì)算方法及應(yīng)用該方法的測(cè)量裝置，該算法包括以下步驟：(1)定義測(cè)點(diǎn)的初始位置距巷道表面的距離為r，測(cè)點(diǎn)的位移為u，所述測(cè)點(diǎn)在深部巷道軟弱煤巖鉆孔中并位于松動(dòng)圈范圍內(nèi)，構(gòu)建如下u隨r變化的表達(dá)式：其中，u0、k1和k2為系數(shù)；(2)測(cè)量?jī)蓚€(gè)以上測(cè)點(diǎn)的u隨r變化的過(guò)程，計(jì)算得出k1和k2的值；(3)將得出的k1和k2的值帶入如下公式，計(jì)算得出深部巷道軟弱煤巖松動(dòng)圈厚度L的值：L＝?k2ln(20k2/k1)。本發(fā)明計(jì)算方法簡(jiǎn)單、合理，容易實(shí)施，而且計(jì)算準(zhǔn)確度高