[发明专利]一种煤矿岩巷小断面智能掘进方法

权利要求书

1.一种煤矿岩巷小断面智能掘进方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测试巷道围岩动静荷载力学参数：

采用霍普金森压杆测定巷道煤岩的动态破坏强度，及不同冲击荷载、冲击频率、冲击角度下不同岩性岩石的破坏规律；并通过实验巷道测定煤样与岩石的基本物理力学参数，所述的基本物理力学参数包括岩样的单轴抗压强度、抗拉强度、内摩擦角和粘聚力；

2)数值模拟掘进机截割工作状态：

基于步骤1)所测得的岩石动静荷载力学参数，采用数值模拟掘进机截割路径，分析掘进机的截割头截齿与岩石动静态相互作用，通过分析不同截割角度、速度、荷载作用下岩石和截齿的受力状态，建立掘进机截割头在不同截割路径时截割工作状态参数与不同岩性岩石破碎效率的关联函数；

3)对掘进巷道进行激光扫描，获得反射点云数据，再通过数据分析去离散点处理，对巷道形貌进行线性拟合，从而计算巷道中线位置及方向，确定掘进机空间位置与航向；并根据当前掘进巷道围岩的岩性和岩石最大破碎效率选择对应的关联函数，并根据关联函数和当前掘进机截割工作状态参数确定当前的最优截割路径。

2.根据权利要求1所述的煤矿岩巷小断面智能掘进方法，其特征在于，还包括在巷道掘进完成后预测巷道松动圈厚度，其包括步骤：

a)利用FLAC3D/PFC软件，通过计算机数值模拟，分析不同岩性、不同掘进扰动强度下巷道围岩松动圈范围，并结合现场钻孔窥视与地质雷达测试结果，校正数值分析结果；

b)基于校正的松动圈范围，建立不同岩性、机械扰动强度与松动圈的关联函数；

c)根据当前掘进巷道围岩岩性和掘进时的机械扰动强度，通过与松动圈的关联函数预测掘进完成后巷道的松动圈厚度。