成 果 簡 介 ：一、簡介 回采巷道錨桿支護是煤巷現(xiàn)在和將來大力推廣的一種高效支護手段，由于煤巷圍巖一般較松軟破碎，又受回采動壓的影響，因而支護和維護困難。如何設(shè)計合理的錨桿支護參數(shù)，一直是擺在礦業(yè)工作者面前的一個難題。為此，我們與西山煤電集團公司西曲礦聯(lián)合，組成煤層巷道圍巖穩(wěn)定性分類及錨桿支護方式與參數(shù)選擇研究課題組，經(jīng)過近兩年的科研攻關(guān)，完成了西曲礦主采煤層巷道圍巖穩(wěn)定性分類和錨桿支護參數(shù)的合理選擇，并對“煤巷錨桿支護設(shè)計專家系統(tǒng)及其應(yīng)用”成果進行專家鑒定(1999年，登記號991036)，獲得專家一致好評，認為成果水平達到國內(nèi)領(lǐng)先，部分達到國際先進水平。設(shè)計的專家系統(tǒng)軟件界面友好，操作簡便靈活，功能全面，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，具有很好的可擴充性和適用性。 二、主要功能與特點 1、煤巷圍巖穩(wěn)定性分類 采用模糊聚類分析方法，根據(jù)巷道的頂板強度、煤層強度、底板強度、巷道埋深、護巷煤柱寬度、采動影響系數(shù)和圍巖完整性指數(shù)等7個指標，對巷道圍巖穩(wěn)定性進行分類(非常穩(wěn)定、穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定)。利用穩(wěn)定性分類結(jié)果，初步設(shè)計巷道的支護方式。 2、錨桿支護參數(shù)的理論設(shè)計 根據(jù)懸吊、組合梁和壓縮拱理論，結(jié)合巷道的形狀、圍巖強度、埋深、巖層裂隙結(jié)構(gòu)和設(shè)計錨固力等參數(shù)，設(shè)計錨桿支護方式(無支護、單一錨桿、錨+梁、錨+網(wǎng)、錨+梁+網(wǎng)、錨噴等)和支護參數(shù)。 3、錨桿支護參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測 構(gòu)造了基于BP模型的煤巷錨桿支護設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測系統(tǒng)。通過收集并選擇全國56條煤巷錨桿支護成功實例作為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)樣本，對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，成功實現(xiàn)根據(jù)頂板巖層抗壓強度、煤層抗壓強度、巷道埋深、巷道寬度和高度5個參數(shù)預(yù)測錨桿支護設(shè)計參數(shù)：支護方式、錨桿長度、直徑、間距、排距和樹脂藥卷數(shù)。 學(xué)習(xí)樣本庫采用開放式設(shè)計，可方便增加、修改和刪除樣本，從而提高了系統(tǒng)的適用性和先進性。 4、錨桿支護參數(shù)的數(shù)值優(yōu)化 采用有限元數(shù)值模擬方法，分析不同支護方式和參數(shù)對支護效果的影響關(guān)系，為優(yōu)化支護參數(shù)提供依據(jù)。 5、錨桿支護參數(shù)的綜合設(shè)計 在上述4種方法分析、計算和初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合煤礦自身的經(jīng)驗，專家系統(tǒng)經(jīng)過全面綜合優(yōu)化，提出最優(yōu)的錨桿支護方式和參數(shù)，并繪制出錨桿支護施工設(shè)計圖。 6、軟件系統(tǒng)操作簡便靈活 本專家系統(tǒng)采用VB、VC程序設(shè)計語言混合編制，運行操作系統(tǒng)為Windows95。軟件界面設(shè)計友好，提供全程在線幫助，特別便于現(xiàn)場工程技術(shù)人員使用。 三、工業(yè)試驗結(jié)果 通過對西曲礦12503副巷錨桿支護設(shè)計的工業(yè)試驗，表明采用專家系統(tǒng)確定的錨網(wǎng)組合支護方式，巷道圍巖移近量和移近速度都不大。在采動影響范圍內(nèi)，頂?shù)装謇塾嬕平繛?4mm，最大移近速度為12mm/d，與原錨棚聯(lián)合支護方式相比，平均每米巷道節(jié)約支護材料費223.2元，降低成本30.9%。試驗巷道一年新增產(chǎn)值108萬元，新增利稅31.5萬元。 四、服務(wù)方式 與現(xiàn)場合作開發(fā)或提供“煤巷錨桿支護設(shè)計專家系統(tǒng)軟件”。

　　應(yīng) 用 范 圍 ：煤礦

　　應(yīng) 用 前 景 ：市場前景良好