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巷道掘进工作作为回采系统的第一个工序,在矿井生产中具有重要地位。在巷道掘进中,掘进工作面的支护问题首当其冲,既要保证安全,又要实现快速、高效的支护技术,探究更优化的支护方案,这就要对支护原理深入研究,对支护方案进行优化选取。本文就是在此问题基础上,研究了在坚硬顶板条件下顶板锚杆最低支护强度及支护技术,为矿井今后的支护工作提供快速经济的支护方案,具有重要的理论和实际意义。 本文以新汶矿区的41307掘进工作面为背景,为了达到快速掘进的目的,对坚硬顶板的锚杆支护技术进行优化。通过对锚杆支护机理与基本理论的深入分析,利用理论计算、数值模拟、现场实测等手段对支护方案对比研究,分析适用坚硬顶板的最低支护强度,得到最优的支护方案。 首先对掘进工作面的地质情况进行分析,研究在坚硬顶板条件下的锚杆支护机理,对掘进支护结构与围岩的关系进行分析,讨论此情况下的锚杆作用机理。其次通过工程类比法和经验计算法对锚杆支护参数进行理论计算,确定锚杆的各项参数。最后利用FLAC数值模拟分析在不同间排距和锚杆个数的情况下,对比得到最低支护强度的支护方案:顶板和两帮各2根锚杆,顶板间排距1600mm,两帮间排距1200mm,顶底板及两帮最大应力分别为18.36Mp、7.79Mp,顶底板及两帮移近位移为55mm和25mm。并对巷道顶底板移近量和离层量等进行了现场监测,取得了理想的支护效果。与原来方案相比,在支护效果相同的情况下,节省了锚杆支护材料,缩短了铺设锚杆时间,提高了巷道掘进速度,为煤矿掘进支护以及安全高效生产提供了帮助。