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深井高应力大断面岩巷掘进技术 一、绪论 岩石岩巷在工程建设中起到了非常重要的作用,涉及到矿山、隧道、地下工程等多个领域。对于深井岩巷的掘进工程而言,其面临着岩石硬度大、风险高、工作面安全受限等问题。此时,如何通过技术手段增强巷壁稳定性、降低风险和保障工人安全成为工程建设中需要考虑的问题。 本文将围绕深井高应力大断面岩巷掘进技术进行探讨,主要分为以下几个方面:岩石原理分析、巷壁稳定性分析、设备技术和工程实践等。通过对以上内容的探讨,旨在有效提高深井大断面岩巷掘进工程的效率,增强巷壁稳定性,以及降低掘进风险。 二、岩石原理分析 岩石工程是岩石力学研究的应用之一。其中,岩石是具有复杂内部力学性质的非均质材料。不同岩石材料之间的差异会导致岩石的工程性能差异。“复杂的应力和应变关系是成因于岩石的非线性、各向异性、奇异性和噪声”(Wang,2018)。此时,针对深井大断面岩巷掘进中岩石的物理、力学特征,需要进行岩石成分分析、岩石强度评估、岩石破坏模式分析等。 岩石成分分析是对岩石材料成分的分析,通过对巷壁材料成分分析,才能选择合适的支护材料和设备。岩石强度评估是针对巷壁岩石样本的破坏强度测定,这是判断巷壁稳定性最直接的方法。岩石破坏模式分析主要是研究巷壁在受到应力时的变形、破裂、剥离等变化规律,为后续的巷壁支护技术和设计提供数据。 三、巷壁稳定性分析 针对深井大断面岩巷掘进工程而言,其中巷壁的稳定性是直接影响到工程进展的因素。如何有效提高巷壁稳定性成为攸关工程成功的重要因素之一。而巷壁稳定性与巷内应力、岩石性质和巷道设计等因素密切相关。因此,针对巷壁稳定性分析需要从多个方面进行考虑。 首先,设计合理的巷道结构。巷道支护结构设计要合理,考虑到巷道断面大小、巷道长度、巷道上下盘岩性状、断层等水文地质特征。其次,在岩巷掘进过程中合理控制巷道的整体围岩压缩变形及其扰动。其次是加强巷壁支护强度,采用钢筋混凝土(ECC)等高强材料为支护结构,加固支护结构的力学性能,排除隐患。 四、设备技术 设备技术是深井大断面岩巷掘进工程中最重要的一个环节。在巷道掘进中,由于巷道位于地下环境,如何提高巷道掘进的效率和安全性是关键的问题。与此同时,随着科技的不断进步,不断涌现出了一批为深井大断面岩巷掘进工程而开发的高科技设备。 目前,深井大断面岩巷掘进技术所采用的设备有助于提高巷道掘进的效率和安全性。例如,先进的岩巷支撑机,具有高效节能、自动化控制等特点,节缩了工程的成本和时间;冷喷模拟技术,可以极大地提高岩石侧向支撑能力,降低了巷壁塌方等风险;洛阳名企树机械的PT-REVO机械臂,在深井大断面岩巷掘进中具有切削稳定、低噪声、轻巧灵活、多功能多用途等多种性能。 五、工程实践 工程实践是对以上理论探讨应用的具体体现。在深井大断面岩巷掘进工程中,如何将岩石原理、巷壁稳定性和设备技术等方面知识结合起来,促进工程的高效、安全地进行是工程实践最终关注的问题。 洛阳市工程机械科技有限公司使用PT-REVO机械手武装了矿井岩巷掘进作业,随着大规模回采,岩巷不断扩大,对设备的稳定性提出了更高的要求。通过PT-REVO机械手的使用,使得单个机械手不仅可以完成岩巷矿山工作面上布满牵引钢管,并连接固定板,使钢管+固定板固定围岩,同时也缩小了作业周期,降低了人力成本。从而在岩巷掘进工程中取得了良好的效果。 六、结论 针对深井大断面岩巷掘进工程进行的一系列探讨,旨在通过理论探讨和实践应用两方面,提高岩巷掘进工程的效率、稳定和安全性。本文主要从岩石原理分析、巷壁稳定性分析、设备技术和工程实践等方面进行了较为全面的阐述,期望能在实际的工程实践中得到更好的应用效果。