巷道支護混凝土潮式噴射噴頭優(yōu)化設計及實驗研究.pdf

1、針對煤礦巷道的工程背景，堅持機具改革、材料優(yōu)選與工藝優(yōu)化相結(jié)合的方法，綜合運用現(xiàn)場調(diào)研、數(shù)值分析、實驗測定和工程應用等多種手段，研究滿足煤礦井巷行業(yè)標準、規(guī)范要求的科學、安全、高效的礦用噴射混凝土支護技術體系：
　　針對巷道支護噴射混凝土回彈高、粉塵濃度大的核心技術問題，確定影響噴射效果的噴頭結(jié)構三因素：入水口數(shù)量、入水口角度、混合區(qū)段長度，采用正交實驗設計方法得到符合結(jié)構參數(shù)的九種新型噴頭設計，通過采用FLUENT軟件對設計得到

2、的九種新型噴頭模型進行流場數(shù)值模擬，分析氣-液-固三相流在噴頭處體積分數(shù)、速度、壓力變化情況，確定三因素對噴射效果的影響程度，得到效果最優(yōu)的新型噴頭模型。
　　根據(jù)相關標準要求，結(jié)合煤礦條件和推鏈式混凝土噴射機具特點，從材料優(yōu)選、配比質(zhì)量的角度研究確定了新型噴頭效果檢測實驗混凝土配比。通過效果檢測實驗數(shù)據(jù)分析，從回彈率、抗壓強度兩方面與現(xiàn)有普通噴頭效果進行對比，實驗結(jié)果證明新型噴頭在減塵降彈方面效果優(yōu)異。利用考慮作業(yè)條件的回彈率測

3、定方法作為噴射參數(shù)的判斷標準，研究工作風壓、工作水壓、噴射距離、噴射角度、初噴厚度等潮式噴射工藝參數(shù)對噴射過程回彈率的影響程度，最終確定施工工藝最優(yōu)參數(shù)，為巷道支護潮式噴射混凝土技術在礦山行業(yè)的推廣提供理論基礎。
　　通過研究圍巖穩(wěn)定性判定方法，完善煤礦巷道混凝土分區(qū)支護技術，將現(xiàn)場煤礦巷道試驗段按照圍巖穩(wěn)定性分為三個區(qū)域，根據(jù)各分區(qū)對噴層要求進行支護。通過對巷道支護混凝土潮噴技術施工效果的現(xiàn)場測定，檢測結(jié)果表明采用新型噴頭減少了