【摘 要】
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使用无轨胶轮车作为辅助运输设备时,通常需要对顺槽底板进行硬化处理;目前大多数煤矿企业仍是以浇筑普通混凝土的方式对顺槽底板进行硬化,采用普通混凝土硬化底板能满足短期内的运输要求,但也存在着底板硬化时间长、出现底鼓现象时起底困难、混凝土浇筑质量差等问题。本文以古城煤矿S1306辅运顺槽为研究对象,综合进行了现场调研、理论分析、室内实验、数值模拟及工业性试验等对S1306工作面辅运顺槽底板快速硬化技术进
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51874227）；
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使用无轨胶轮车作为辅助运输设备时,通常需要对顺槽底板进行硬化处理;目前大多数煤矿企业仍是以浇筑普通混凝土的方式对顺槽底板进行硬化,采用普通混凝土硬化底板能满足短期内的运输要求,但也存在着底板硬化时间长、出现底鼓现象时起底困难、混凝土浇筑质量差等问题。本文以古城煤矿S1306辅运顺槽为研究对象,综合进行了现场调研、理论分析、室内实验、数值模拟及工业性试验等对S1306工作面辅运顺槽底板快速硬化技术进行了研究,得出了以下研究成果:（1）分析了S1306辅运顺槽的工程地质条件及围岩结构;通过数值模拟对回采过程中工作面周边的应力变化规律进行了分析,得出了工作面超前及侧向支承应力的大小及影响范围;得出了采动影响、底板未采取加固措施、顺槽涌水及底板条件差是引起辅运顺槽底板变形破坏的主要原因。（2）建立了底板承载力学模型对底板力学特征进行了分析,推导出底板破坏时的极限承载力公式;分析得出底板的极限承载力与自重无关,与底板的自身强度及底板加固措施有关;得出提高底板加固力能提升其极限承载力。设计了底板浇筑层结构对底板进行快速硬化,底板浇筑层结构由底板找平层、混凝土浇筑层、预留槽及聚乙烯板构成,目的在于改善底板硬化时间长、出现底鼓时起底困难、混凝土浇筑质量差的问题。（3）分析了粉煤灰及聚丙烯纤维对混凝土性能的改善作用,进行了混凝土配合比设计及试件制备;对不同配合比情况下的混凝土分别进行了试件力学强度实验及凝结时间测定,综合考虑了强度及凝结时间,确定了底板硬化的混凝土配合比为:水胶比0.49,粉煤灰替代量:10%,纤维掺量1.2kg/m~3。（4）使用Flac3D对底板浇筑层结构中的不同预留槽宽度进行了模拟,分析了不同宽度时的应力、变形特征,确定了预留槽宽度为1100mm;并对空载及满载条件下的顺槽围岩变形特征进行了分析,结果表明辅运顺槽的应力大小及变形情况均在合理范围内。（5）对所得出的研究成果进行工业性试验,可将混凝土的浇筑厚度从200mm降低至120mm,施工时间可减少约15天。对试验结果进行混凝土强度检测及顺槽围岩变形监测,结果表明:10个测区混凝土7天及28天强度平均值分别为20.6MPa、30.5MPa;两测站的位移监测结果表明顶底板移近量的最大值为149mm,两帮移近量的最大值为197mm;验证了底板快速硬化技术的合理性。该论文共有图74幅,表43个,参考文献91篇。
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