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本發明涉及一種煤礦大斷面硬巖巷道綜掘與炮掘聯合快速高效掘進方法。如圖1，在普氏系數f＞10.0的硬巖巷道斷面布置炮眼直徑Φ40.0mm及裝藥直徑Φ35.0mm的掏槽眼和輔助眼開挖s≈14.0m2槽腔。如圖2，掏槽眼采用三級斜眼掏槽，逐級加深，傾角逐級加大，單位體積耗藥量依據硬巖普氏系數、炮眼深度按圖3量化確定。三級斜眼掏槽分別選擇I、III、IV段毫秒延期雷管，輔助眼選擇V段毫秒延期雷管，掏槽眼與輔助眼全斷面一次起爆，總延時不超過130.0ms。爆破法形成槽腔后，綜掘機在較大自由面作用下，選擇合理刀

該成果從改善動壓、破碎圍巖巷道所處應力環境及合理確定巷道支護技術兩個方面開展研究，依據采動應力演化規律、動壓巷道圍巖穩定控制理論以及破碎圍巖注漿加固機理，開發了沿空掘巷圍巖控制技術、迎采巷道圍巖控制技術、破碎圍巖巷道注漿加固技術。沿空掘巷是在上區段工作面采空區巖層活動基本終止、應力調整趨于穩定后掘進，采用合理的窄煤柱護巷技術使巷道位于應力降低區，結合窄煤柱穩定控制技術與合理的巷內支護技術保證巷道的穩定；為緩解接替緊張問題，在上工作面回采結束前，需提前掘出下工作面的回采巷道，在上工作面超前、側向和本工作面超前應力的疊加作用下，造成迎采巷道圍巖十分破碎、極難維護。通過采用自主研制的注漿材料加固圍巖、改善圍巖性質、提高圍巖的整體性和自承載能力，并與錨桿支護相結合，能提高錨桿錨固力、增大支護阻力，充分發揮兩種支護的優勢，能夠顯著改善迎采巷道維護狀況。因此，通過改善圍巖應力環境，并結合圍巖注漿加固與錨桿聯合支護技術，是改善動壓、破碎圍巖巷道維護狀況的一條有效技術途徑。

結合我國礦井的生產技術條件，在現場調查、理論分析和實驗室相似模型實驗研究的基礎上，研制出適用于機械化掘進工作面除塵的高效、實用、新型的自激式水浴水膜除塵設備。除塵器結構主要有上下導流葉片、脫水器、水箱、軸流式風機、排漿閥和注水孔等組成。其除塵過程是含塵氣體由進風口進入除塵器轉彎向下的導流葉片沖擊水面，較大的塵粒由于慣性作用落入水箱中，而較小的塵粒隨氣流以較高速度通過上導流葉片間的彎曲通道時，與激起的大量水滴充分碰撞而被捕獲沉降。含塵含水的氣流又在離心力的作用下，在除塵器內壁和上下導流葉片上形成一定厚度的水膜，將塵粒捕集下降。再由脫水器除掉氣流中的水滴水霧后，經軸流風機排出到巷道中；其除塵機理主要是氣流中的塵粒與液面 和霧化液滴之間產生慣性碰撞、截留、擴散等作用。 總之，這種除塵器具有水浴、水滴、離心力產生的水膜等三種除塵功能，因而可得到較高的除塵效率。另外，被水滴捕集落入水箱里的粉塵，沉積到水箱底部或隨氣流沖擊不斷攪動，當水箱中濃度達到一定值后，通過排漿閥定期排出，并沖洗水箱，由供水管補充新水。

結合我國礦井的生產技術條件，在現場調查、理論分析和實驗室相似模型實驗研究的基礎上，研制出適用于機械化掘進工作面除塵的高效、實用、新型的自激式水浴水膜除塵設備。除塵器結構主要有上下導流葉片、脫水器、水箱、軸流式風機、排漿閥和注水孔等組成。其除塵過程是含塵氣體由進風口進入除塵器轉彎向下的導流葉片沖擊水面，較大的塵粒由于慣性作用落入水箱中，而較小的塵粒隨氣流以較高速度通過上導流葉片間的彎曲通道時，與激起的大量水滴充分碰撞而被捕獲沉降。含塵含水的氣流又在離心力的作用下，在除塵器內壁和上下導流葉片上形成一定厚度的水膜，將塵粒捕集下降。再由脫水器除掉氣流中的水滴水霧后，經軸流風機排出到巷道中；其除塵機理主要是氣流中的塵粒與液面 和霧化液滴之間產生慣性碰撞、截留、擴散等作用。 總之，這種除塵器具有水浴、水滴、離心力產生的水膜等三種除塵功能，因而可得到較高的除塵效率。另外，被水滴捕集落入水箱里的粉塵，沉積到水箱底部或隨氣流沖擊不斷攪動，當水箱中濃度達到一定值后，通過排漿閥定期排出，并沖洗水箱，由供水管補充新水。 經專家鑒定：研究成果整體達到國際先進水平，并獲得國家安全生產監督管理局第一屆安全生科技成果三等獎，被列為國家安全生產監督管理總局2005年度重點科技推廣項目。

安徽理工大學與多家企業及科研單位合作研發了綜掘安全快速一體化成巷工藝及機械化成套裝備，并在煤礦成功應用，取得顯著經濟和社會效益。2013年 12 月“綜掘安全快速一體化成巷工藝及機械化成套裝備研發與應用”成果通過省級鑒定，達到國際先進水平。

研發階段/n內容簡介：應城市地下管道鋪設之急需，采用計算機模擬計算配氣尺寸，通過多次試驗，新近研究出氣動地下穿掘機。其工作原理為：在需要鋪設管道的兩端，開挖一定尺寸的土坑，穿掘機從一端土坑中自動穿入，自動從另一邊土坑中穿出，完成鋪設Ф300mm以下的管道和鋪設電纜前的引線工作。使用本設備鋪設地下管道方便、可靠，可以有效的提高施工效率，降低施工成本。本設備動力采用壓縮空氣。技術指標：產品規格：最大鋪設管道直徑Ф300mm，其穿掘速度為：在較松軟的泥土中：30m/h在壓緊的泥土中：12m/h在建筑砂石土

本成果獲教育部高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術進步獎）。采用實驗力學方法研究和掌握了在高應力、強流變、強采動影響等復雜條件下巷道破碎圍巖巖體峰后軟化、峰后剪脹擴容及流變等特性和規律；建立了圍巖體力學特征和圍巖支護結構體的相互關系。基于復雜條件下巷道破碎圍巖的峰后強度軟化和剪脹擴容效應，考慮巷道開挖后巖體強度、變形和應力分布特征，建立了復雜條件下軟弱破碎巷道圍巖的深淺支撐層結構理論；綜合考慮圍巖強度、應力和變形破壞的區域分布特征，將圍巖劃分為深淺支撐層結構，分析了深淺支撐層與圍巖穩定的關系及深淺支撐層的演化特征和巷道變形破壞特征；掌握了巷道圍巖宏觀力學結構，確立巷道支護須控制的范圍和支護方式確定。自主研發了錨固體流變拉拔試驗系統，獲得了錨固體流變失穩機理、破壞特征及類型，提出了破碎圍巖巷道深淺支撐層流變破壞分析方法、結構特征及支護設計，為錨固支護結構失效診斷、有效控制深淺雙支撐線層結構內巷道流變變形及防止失穩提供了依據。形成了基于深淺雙支撐層理論的巷道支護設計方法和技術，提出了復雜條件下的巷道變形特征和圍巖結構的預測方法、控制措施及巷道需求支護力的計算方法。對于破碎圍巖巷道支護時，必須首先確立巷道的圍巖賦存狀態及圍巖結構，分析計算深淺雙支撐層結構的存在范圍、力學特征和規律，進而確立淺支撐層的位置和所需支護力，一般可以形成以“錨網噴＋高預應力 U 型鋼桁架錨索＋注漿”為核心的復合支護形式。錨桿對淺支撐層補強后，淺支撐層巖體與錨桿形成組合拱式的承載結構，錨索將淺支撐層與深支撐層聯合起來共同形成圍巖整體承載結構，而錨注再次對圍巖進行加固，提高圍巖整體強度，改善圍巖應力分布狀況，使圍巖變形協調化、荷載均勻化，對深淺支撐層發揮整體承載能力具有重要作用。

針對深部沿空巷道圍巖變形嚴重、控制困難問題，在深入揭示實體煤幫變形能驅動失穩力學機理基礎上，提出了“巷旁－煤幫－頂板”系統失穩的能量判據，特別是從理論和技術層面解答了實體煤幫卸壓與加固的矛盾問題，發明了與三種典型圍巖類型相適應的巷旁支護技術與支護設計方法，形成了深部沿空巷道圍巖“卸讓抗”協同控制關鍵技術。經20多個多個煤礦推廣應用實踐表明，該項技術成果具有針對性強、實用性強、安全可靠。中國煤炭工業協會組織專家委員會鑒定認為，該項成果鑒定達到國際領先水平。

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