巷道掘进

为研究巷道顶板离层变化规律，基于离层的时间序列理论和弹性梁的弯曲理论，利用Maple符号运算和SAS统计分析功能，建立了考虑锚杆锚固因素和水平地应力因素的顶板力学模型。提出了确定离层临界值的方法，包括弹性临界值ωmax和失稳临界值δmax。通过分析离层预测值Xt与ωmax、δmax之间的关系，可确定巷道的合理支护时间以及判断顶板失稳。探讨了围岩失稳机制及其离层临界值的力学意义。以东滩矿1305运输巷道作为算例，得出：该巷道的ωmax和δmax值分别为16mm、35mm。在离层值达到16mm之前进行合理的加强支护可维持围岩稳定；当离层值达到35mm时，巷道即将失稳，需要采取防冲和冒顶预防措施。

采用锚杆+锚索复合支护形式，对大松动圈地质条件下巷道的掘进和使用中巷道变形问题进行优化。通过监测设备对回风巷围岩变形数据分析，发现巷道围岩变形量较小，且主要影响范围在距工作面40 m以内，满足巷道使用要求。

学习数据间有效距离度量已在多个任务（如人脸验证、零镜头学习和图像检索）中显示出优异性能。我们专注于使用丰富关系挖掘的框架，即深度非对称度量学习（DAMLRRM），以在数据子集中发现重要信息。与传统硬数据挖掘不同，DAMLRRM结合两个结构不同且长度不等的数据流，通过最小生成树连接相关区域，有效提升泛化能力。在CUB-200-2011、Cars196和Stanford Online Products三个数据集上的实验显示，DAMLRRM显著改善了现有深度度量学习方法的性能。

针对王楼煤矿二采区胶带下山软岩巷道多次修复仍难以维护的问题，通过收集巷道断裂锚杆，基于统计学原理对锚杆断裂位置及断口特征进行统计分析，结合巷道钻孔窥视结果，通过极限平衡方程计算得出巷道围岩塑性区范围，据此进一步分析了巷道围岩运动规律。研究结果显示，顶煤与顶板分界面附近的煤体破裂严重，失效锚杆主要以剪切裂纹发生在拱部，约占74.4%。因此，提升顶板处锚杆的抗剪能力是关键。巷道表面向内57~1329 mm为主要相对运动区域，693 mm处围岩相对运动最为剧烈，为支护参数研究提供了依据，并制定现场支护方案。现场应用表明，巷道变形量均控制在50 mm以内，该方法能有效保证巷道围岩长期稳定。

以某矿1302工作面冲击地压表现为研究背景，通过对冲击地压表现进行统计分析，确定了其发生的基本特征。根据冲击地压的主要影响因素，提出了钻孔卸压和爆破卸压两种冲击地压治理方法。在实施危险区域解决方案后，通过钻屑法监测结果分析，发现峰值应力向煤体深部转移，取得了良好的治理效果。

为了实现快速掘进，必须构建高精度的掘进前方二维地质模型。本研究以沁水煤田某矿区XY-S工作面为例，利用三维地震解释数据，结合巷道掘进中实测的煤层底板高程信息，动态更新三维地震速度场，精确预测掘进前方煤层底板的高程。研究结果表明，通过实时更新煤层底板高程，更新地质剖面，掘进前方预测误差逐步减小，特别是在实测点前方25 m和50 m范围内，预测精度显著提高，最小绝对误差分别为0.2 m和0.45 m。未来若能增加实测数据密度和均匀性，预测精度将进一步提升，为快速掘进提供更精确的导航数据。

采用数值模拟试验方法，分析了几何结构参数对深井软岩巷道交岔点围岩变形规律的影响。试验结果显示，最大水平应力作用角α和分岔角β对三角区稳定性有显著影响，主巷道跨度B尤其对交岔点处顶板稳定性影响显著。通过对试验结果的统计分析，得到了各试验参数与反映交岔点稳定性指标之间的关系。这些研究成果为深井软岩巷道交岔点的设计、施工和稳定性预测提供了重要参考。

掏槽孔深度是影响岩巷掘进爆破效率的关键因素之一。通过对近40年相关文献的统计分析，发现掏槽孔超深深度（掏槽孔与非掏槽孔深度之差）通常设定为200mm，炮孔利用率维持在90%左右。其中，岩性对炮孔利用率的影响最为显著。 为探究掏槽孔超深深度与炮孔利用率之间的关系，进行了现场爆破试验。结果显示，当掏槽孔超深深度分别为300mm、400mm和500mm时，炮孔利用率较200mm时分别提高到93%、97%和97%，最大提升了8%。试验条件下，掏槽孔超深深度的最优值为400mm。 研究表明，适当加大掏槽孔超深深度可以显著提高炮孔利用率，但不同施工条件下最优掏槽孔深度仍需进一步研究。

高压劈裂注浆改性技术通过新型注浆方法有效提升围岩自承能力，是巷道围岩综合控制技术的关键组成部分。针对口孜东矿121302运输巷锚杆支护效果不佳和常规注浆难以渗透围岩等难题，进行了千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术的研究和实践。研发了高压劈裂注浆工艺和装备，试制的矿用气动注浆泵最大工作压力超过30 MPa，并采用了微纳米无机有机复合改性材料。在121302运输巷掘进工作面进行了高压注浆改性试验，通过对注浆压力、流量和浆液扩散半径等参数的统计分析，评估了注浆改性后的效果。实验结果显示，注浆压力和流量是劈裂注浆的主要控制因素，超前和滞后掘进工作面的注浆策略也取得了显著效果。高压劈裂注浆改性技术有效解决了高应力低渗透软岩的注浆难题，提高了锚杆索锚固质量，优化了新掘巷道的形成，对巷道围岩的改性效果显著。现场SEM扫描电镜细观形貌分析显示，新型微纳米有机无机复合改性材料成功渗入最小约2 μm宽度的裂隙，验证了高压劈裂注浆工艺的优越性。