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巷道的掘进速度是矿井实现高产高效目标的主要影响因素之一,安全、快速、高效的巷道掘进是保证工作面正常采掘接替及建设现代化、集约化矿山的先决条件。巷道快速掘进技术是通过实现掘、支、运三大工序的快速截割、合理化支护、机械化装运及其之间的优化配置,从而最大限度提高巷道掘进单进水平和劳动效率,改善安全环境和工程质量,降低巷道成本的实用技术。因此,寻找科学方法设计巷道施工工艺、施工工序及支护参数对矿井安全生产及经济效益具有重要意义。 本文结合良庄煤矿31506运煤巷掘进工作面,对半煤岩巷综掘锚杆支护快速掘进技术问题进行研究。在分析快速掘进影响因素基础上,通过现场实测、理论分析、数值模拟的方法,对半煤岩巷快速掘进施工设备、施工工艺及循环作业等方面进行研究。选择合理高效的掘进设备,并对掘进的工艺流程进行优化,最大限度的实现多工序平行作业;通过对锚杆支护参数的研究,提出了锚杆支护的优化方案,有效地保障了安全高效快速掘进。运用FLAC3D模拟了半煤岩巷在不同锚杆间排距条件下,巷道位移量、应力场、塑性区变化情况,对其进行分析对比,得出在安全保质前提下最佳支护方案。然后在确定支护方案的基础上,运用数值模拟的方法模拟在不同后续支护滞后距离情况下巷道变形量,结合现场实际情况来确定安全合理的后续支护滞后距离。最后,进行了现场工业试验,取得了良好的效果。经过优化,不仅提高了巷道掘进速度,而且降低了成本,实现了掘进工作面的安全、快速、高效掘进,取得了良好的经济技术效益和社会效益,为半煤岩巷快速掘进的支护方案设计、支护参数优化、材料选择等提供了科学依据,并为半煤岩巷道快速掘进提供了理论参考。