浅埋缓倾斜薄层金属矿长壁开采顶板响应及力学分析

为研究长壁开采工艺在浅埋缓倾斜薄层金属矿开采过程中的适用性,以某金属矿赋存环境为背景,基于室内相似配比试验结果制备大尺寸地质力学模型,开展长壁回采工艺下浅埋采场相似物理模型试验。试验结果表明:顶板初次断裂步距为32 m,回采前24 m采场顶板较稳定;24~32 m回采过程中,每次回采沉降值以4倍左右速率增大;采场顶板长度接近初次断裂步距时,回采中顶板沉降量增大,且回采结束后顶板沉降响应明显。引入简支梁力学分析模型,基于弹性力学理论分析顶板采动响应特征规律,结合岩梁参数,简支梁弹性力学得到的顶板初次断裂步距为36.2 m,相似模型试验与力学分析结果较吻合。     

老顶的初次断裂步距和周期断裂步距

本文应用板的极限分析法求老顶的断裂步距,从而解决了按板模型周现有的方法不能计算老顶周期断裂步距的问题这种方法的另一个显著的优点是它不但适用于矩形采空区而且也适用于非矩形采空区。作者导出了几种常见开采边界老顶的初次、周期断裂步距的表达式,并通过算例说明了公式的用法。本文最后讨论了工作面长度和开采边界对老顶断裂步距的影响,提出了对坚硬顶板控制有实际意义的工作面临界长度的概念。图5,表1,参6.     

矿井非典型动力现象机理的数值模拟

以四川省芙蓉矿业集团公司某矿事故案例为研究对象,提出矿山非典型动力现象的定义,利用弹塑性问题的三维有限元数值分析软件,分析采场应力分布规律、计算各坚硬厚层顶板的初次和周期断裂步距、分析破坏岩块的平衡结构,揭示矿井非典型动力现象发生的机理:位于弯曲下沉带最下位的厚层坚硬顶板在地质构造和采动影响下初次断裂失稳,破坏了下位"砌体梁"平衡结构,直接导致了矿井非典型动力现象的产生.研究表明:顶板岩层结构、原岩应力、"主关键层" 的冲击倾向性是影响矿井非典型动力现象发生的3大主要因素.     

工作面预板初次断裂的有限元模拟

本文是在塑造更切实际的空间计算模型的基础上,利用三维含节理弹性静力程序兼人为处理破坏单元,对顶板中的应力分布及其变化进行了模拟计算,通过对计算结果的分析,打破了以前用某一个静态的模型所分析的初始断裂位置和由此导出的初次断裂步距及初次断裂引起的矿山压力显现。本文认为:顶板的初始断裂是经过一系列复杂的应力变化产生的。本文虽未给出定量的结论,但在分析计算结果的基础上指出了以前确定顶板初始断裂的不足,并给出顶板初始断裂的一般定性规律,对顶板的破坏规律进行更深入研究必将起到促进作用。     

长壁法开采缓倾斜极薄铁矿体围岩变形破坏机理

提出用长壁法开采缓倾斜极薄类铁矿体.建立了相似材料模型,借助全站仪、应变计和数码相机等仪器监测了模型围岩的变形、应力以及破坏情况,研究了坚硬围岩垮冒规律、应力变化、变形变化和围岩破坏特征.实验结果表明:围岩的破坏具有明显的间歇性和突变性,顶板断裂步距基本相同,断裂方向相互平行;在垂直方向上,处于不同位置的围岩断裂步距不同.得到了围岩的来压周期与移动规律.     

老顶边界条件下采场矿压显现规律及直接顶破坏模式

运用数值计算方法，分析了老顶在断裂前后及不同来压步距时对采场围岩的位移及应力状态的影响。为揭示采场顶板的稳定性提供了依据。     

大采高综采端头悬顶水力切顶控制机理

为解决大采高综采端头顶板难垮问题,以陕北侏罗纪典型煤层条件为背景,结合理论分析、数值模拟与现场试验,对顶板破坏时的人工干预破断裂隙演化与其采动应力耦合作用规律进行研究。通过对顶板割缝损伤弱化模型的研究,揭示水压裂隙控制顶板的破断规律,给出定向割缝的控制参数;基于此,构建定向裂隙与采动应力耦合模型,分析水压切割定向裂隙控制顶板破断的裂隙演化规律,提出水压致裂切割定向裂隙控制端头顶板破断的技术方案与工艺方法。结果表明:顶板水压致裂后,顶板破坏类型由拉伸破坏转变为拉剪复合破坏,定向裂隙尖端形成了翼型裂纹与反翼型裂纹,顶板破断角由45°变成56°,煤壁塑性区、片帮深度均减小;现场试验后,初次来压步距为32 m,周期来压步距为12. 2 m.     

袁店二矿首采工作面顶板运动规律研究

通过对淮北矿业集团袁店二井煤矿首采工作面的矿压观测,分析首采工作面的顶板运动规律,得到老顶周期来压时间和周期来压步距,然后根据来压步距对直接顶和老顶进行分级,为指导采煤工作面顶板管理提供帮助,也为该矿后续工作面的顶板维护提供了一定的借鉴意义。     

复杂条件下大采高工作面围岩活动规律分析

为解决6.0 m大采高情况下巷道围岩较破碎、变形破坏严重、底鼓等问题,通过超前支承压力数值模拟、理论分析以及现场实测分析,对418工作面围岩破坏规律进行研究。结果表明:主关键层断裂初次来压步距为83.7 m,周期来压平均步距约为15 m,平均持续步距约为10 m,受采动和顶板岩性的影响,粉砂岩在煤墙内部切断后,加剧细砂岩裂隙发育、破碎、冒落等矿压现象,增加了来压的持续步距为10.3 m;应力峰值42 MPa,位于煤壁前20 m处,影响最大范围185 m,应力集中系数1.67～2.87。     

孤岛煤柱膏体充填开采覆岩运动规律研究

为研究孤岛煤柱膏体充填开采覆岩运动规律,对岱庄煤矿2351膏体充填工作面支架压力进行了实际观测和分析。由于周围工作面回采结束时间较长,采空区内覆岩跨落后已经基本稳定。该工作面充填开采顶板初次来压步距为33.6 m,监测到的前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.79、m。膏体充填条带煤柱开采采场与覆岩结构的特殊性决定了第一个周期来压步距相对较大。由于三面采空,虽然采用膏体充填采空区支撑上覆岩层,工作面顶板及其上覆岩层的断裂和下沉仍然十分显著。充填膏体的支撑作用使采场宏观矿压显现不明显,但三面的采空导致支架上的工作阻力较大,在推采停顿时间较长时矿压显现尤为明显。     

顶板来压后工作面端头顶板的结构形式、稳定性及支护措施

本文在相似材料模拟实验及现场观察的基础上,就客观上存在的端头顶板结构——弧三角形悬板,运用板的极限分析方法,分析了它的稳定性,明确指出:在能够形成这一端头结构的采场条件下,端头顶板的稳定性好于工作面内的顶板,对于合理地进行顶板支护具有指导意义。     

三维弹塑性接触问题的边界元法及其在板带轧制过程分析中的应用

介绍了考虑摩擦三维弹塑性接触问题的边界元法和具体的求解步骤,并将其应用于板带轧制过程的模拟。对板带轧制过程中轧辊与轧件的接触变形进行了分析,得到了轧辊弹性压扁、轧件边部减薄以及轧件弹复的分布规律。     

长壁工作面顶板变形失稳的突变模式

本文借助突变理论这一现代数学工具分析了煤矿长壁工作面顶板变形失稳的初始条件，井推倒了变形失稳的分叉集。指出了顶板不发生大面积来压的条件，这对于判断预防顶板大面积来压具有现实意义。图６，参４。     

关于Williams级数收敛性的研究

本文研究一种有限平面边裂纹应力场的精确解,该解答是在收敛域内的级数表示形式,其表达式与Wiiliams 级数表达式完全等同。讨论了Williams级数的收敛性问题,获得了在有限边界特定载荷作用下Williams 级数解相应Ⅰ型和Ⅱ型边裂纹的收敛区域。提出了Williams 级数形式解并不满足整个有限弹性平面的概念,发现 Williams 级数的收敛域与裂纹长度有关。     

工作面顶板二次断裂的研究

本文通过对现场工作面来压所进行的预测预报所观测到的工作面顶板二次断裂现象进行分析,建立了工作面项板三次断裂的力学模型,研究表明对于各种不同的顶板三次断裂均有可能发生,它与顶板上覆岩层的变形特性和煤体或直接顶的变形特性有关并且提出通过提高工作面支架阻力是难以控制顶板二次断裂发生的,同时指出对于三次断裂不是控制其位置而在于采取安全措施通过三次断裂区域。图4,袁2,参3。     

Williams级数收敛性与边界配位法计算的可行性

含有边裂纹弹性平板的精确解是在收敛域内的级数表示形式，其表达式与Ｗｉｌｌｉａｍｓ级数表达式完全等同．对于圆形和矩形域模型．研究了其收敛域内外的边界配位法计算问题．结果表明，Ｗｉｌｌｉａｍｓ级数收敛域与裂纹长度有关．     

白腊坪煤矿K_(13)薄煤层坚硬顶板的薄板理论分析及其来压预报

白腊坪煤矿K_(13)缓倾斜薄煤层系三迭系煤层,平均厚度为1.0米,其上直接赋存一层8.0米厚的坚硬顶板。本文用薄板理论研究其顶板的应力分布规律,并且用最大拉应力强度理论推导出顶板初次及周期来压步距的理论计算式。应用该理论计算式对现场实施来压预报获得了成功。实践证明,用薄板理论研究薄煤层坚硬顶板的应力分布是合理的,对于生产现场具有十分重要的意义。     

偏心裂纹板受剪应力作用下的弹塑性解析解

利用裂纹线场方法对岩石材料偏心裂纹板受剪应力作用时进行了弹塑性分析,并且获得了理论解.这个解包括:裂纹线附近弹塑性边界上的单位法向矢量,裂纹线附近的弹塑性解析解、最大塑性区长度、裂纹线上的塑性区长度随荷载的变化规律及其承载力.该分析不受小范围屈服假设的限制,并且不附加假设条件,其结果在裂纹线附近足够精确.     

猴鼻咽部的解剖学

本文对10个猴头的鼻咽部作了肉眼形态学观察,组织学观察及测量了鼻咽部的10个部位,并研究了猴鼻咽部的周界。我们观察到:1、猴鼻咽部有鼻咽中隔,它是鼻中隔向后的延续,因而不存在有鼻后孔,故不能以鼻后孔作为鼻咽前界的定位点。2、鼻咽中隔为猴所特有,不见于人和免,鼠等动物。鼻咽中隔把鼻咽腔分为左右两个相等的牛角管形的腔,耳咽管开口于鼻咽侧壁中部偏后的位置。鼻咽中隔内有丰富的淋巴组织,向后部淋巴组织逐渐减少并上移至鼻咽顶壁。3、鼻咽侧壁于耳咽管前后均可见肌组织,由前向后肌组织逐渐加多。4、本文对猴鼻咽部10个部位作了测量,其平均数为:鼻咽顶壁长27mm,鼻咽底壁长33mm,耳咽管口至鼻咽前界11mm,耳咽管口至鼻晒后壁7mm,外鼻孔至鼻咽前界55mm。本研究观察复盖猴鼻咽部各部位的上皮,均为假复层纤毛柱状上皮,未见有鳞状上皮。