地质构造对煤层顶板稳定性影响的分析研究

通过分析西铭矿的顶板条件,得出了影响煤层顶板稳定性的因素及煤巷冒落的原因.阐述了煤矿生产中地质构造对煤层顶板的影响.     

活鸡兔煤矿顶板稳定性分析与支护方案设计

为精细化研究活鸡兔煤矿2-2煤层顶板岩层稳定性并提出针对性的支护方案,采用理论分析、现场探测、数值模拟等方法对活鸡兔2-2煤层范围内岩层顶板稳定性进行了分析与计算。结果表明：活鸡兔2-2煤层巷道以Ⅰ类顶板为主,局部区域出现Ⅱ类和Ⅲ类顶板;巷道顶板整体完整性好,局部小裂隙发育;工作面回采扰动对Ⅰ类顶板巷道稳定性影响较小,对Ⅲ类顶板巷道存在有限影响。据此提出了活鸡兔2-2煤层Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类顶板条件下巷道支护方案并进行了现场试验,结果表明所提出方案能有效地维护巷道顶板稳定。     

溶洞上方条形基础地基极限承载力有限元分析

针对岩溶地区典型围岩条件,采用有限元方法对岩溶地区条形基础下溶洞顶板稳定性进行分析计算,得出溶洞顶板跨度、顶板厚度不同时地基的极限承载力;分析了极限承载力与各影响因素之间的关系,给出了溶洞顶板安全厚度的有限元分析结果.研究结果表明:溶洞顶板厚度在一定范围内,当顶板跨度从B增加到4B时,地基极限承载力降低1/3;当跨度一定时,地基极限承载力随溶洞顶板厚度增加而增加;当顶板厚度达到安全厚度时,溶洞对地基极限承载力影响可以不计.     

梁宝寺煤矿主采煤层顶板稳定性分析

本文应用沉积岩石学、工程地质学和岩石力学等理论和方法,对影响煤层顶板的因素进行系统分析。研究内容主要包括研究区的沉积条件、构造发育情况以及岩石力学特征。综合分析了影响煤层顶板稳定性的各种地质因素,确定了煤层顶板稳定性相关因素的定量关系,对梁宝寺煤矿煤层顶板稳定性进行预测并提出综合评价。     

端面顶板冒落高度影响因素 多元线性回归分析

基于数理统计的方法,对影响端面顶板稳定性的多个因素进行了正交试验分析,将顶板冒落高度作为判断指标,得到了各因素的影响程度.影响程度从大到小依次为裂隙发育程度风化岩体强度推进速度端面距=支架初撑力采高.然后,假设端面顶板冒落高度与各影响因素线性相关,采用统计分析软件SPSS对各因素进行多元线性回归分析,结果表明,各因素与顶板冒落高度的线性关系成立,且得到了各因素的回归方程.最后,根据分析结果提出了预防端面顶板冒落的具体措施,为控制端面顶板提供依据.     

综采工作面破碎顶板控制技术

<正>破碎顶板是极易发生的漏垮型局部冒顶事故,给工作面安全生产带来不利影响。研究破碎顶板的冒顶机理和规律,寻找解决破碎顶板的支护和控制措施十分重要。通过对工作面破碎顶板冒顶机理及主要影响因素进行分析,可以为合理顶板控制措施的制定及实施奠定基础。根据矿井实际地质条件及开采现状确定工作面、上下端头及两巷的顶板控制技术,为工作面安全、高效生产提供技术保障与理论依据。一、破碎顶板冒顶影响因素分     

采场顶板破断模型及垮落规律分析

煤炭开采引起了上覆岩层空间结构的变化和顶板的变形破断,而采场顶板的断裂形态与采场压力密切相关,同时也对地表沉降产生较大影响。基于弹性力学薄板模型,采用位移变分法分析了顶板断裂的形成机制,根据薄板弹性理论,采用位移变分法建立了煤层顶板的力学模型,分析顶板断裂形态的形成机制,通过顶板的拉应力分布和弯矩分布得到了顶板的破坏规律。计算结果表明:顶板在初次破坏时,在顶板表面沿四周边缘出现O型破坏,继而在顶板中心处出现X型破坏,随着破坏的发展贯通,形成典型的O-X型破断。顶板在周期破坏时,随着工作的推进和角部效应的影响,形成半X型破断。     

钢混组合钢板梁桥混凝土开裂影响因素及裂缝控制措施

钢混组合钢板梁桥负弯矩区混凝土顶板开裂问题一直以来都是困扰该类梁桥推广应用的一个难题。针对该问题,本文采用理论分析与ANSYS有限元模拟相结合的研究方法,以典型现浇钢混组合钢板梁桥为研究对象,针对梁桥结构几何参数对负弯矩区混凝土顶板开裂的影响进行系统分析,通过分析可知主梁跨径、主梁间距、桥宽变化、钢梁高度对混凝土顶板受力影响较大,混凝土厚度、横梁间距、抗剪连接件间距对混凝土顶板受力有一定影响,钢梁上下翼缘厚度及宽度和钢梁腹板厚度对混凝土顶板受力影响较小,在设计时应关注主要影响因素对混凝土顶板开裂的影响;提出了基于性价比的组合梁桥参数优化实用方法,给出了性价比计算公式,可为结构的参数优化提供一种新的思路和参考方法;提出了无预应力现浇钢混组合钢板梁桥混凝土顶板的裂缝控制三级标准,并针对30、35、40、45 m标准跨径的钢混组合钢板梁桥不同裂缝控制标准提出了综合控制措施,为该类梁桥负弯矩区混凝土的裂缝控制提供技术支持。     

遗留油页岩下分层再回收顶板稳定性试验研究

为研究遗留油页岩下分层开采时再生顶板的稳定性,以龙口某矿油页岩下分层开采为原型,结合前期研究工作中建立的再生顶板结构模型,铺设了对应的再生顶板相似材料试验模型,考虑不同压实时间、预留护顶厚度及注浆等因素对再生顶板稳定性的影响,模拟了下分层开采时再生顶板不同悬露跨距的冒落情况。结果表明,采用改进的相似材料配比来模拟再生顶板结构中的胶结再生带能较好地反映顶板二次破碎冒落的现象,与现场再生顶板的冒落情况相符;再生顶板下预留护顶可提升顶板的稳定性;再生顶板压实时间越长,顶板稳定性越好;注浆可促进组成再生顶板岩块的二次胶结,提升再生顶板结构的整体稳定性。     

浅谈地质条件回采工作面顶板稳定性的影响

对煤层直接顶板稳定性进行分析,考虑了岩石单向抗压强度以及裂隙发育密度和分层厚度。煤层直接顶板稳定程度的差异,其根本原因在于地质条件的差异,煤层顶板的岩性,是影响煤层顶板稳定性的重要的因素。只有深入研究煤层顶板的地质条件,是管理好回采工作面煤层顶板的关键。     

不同屋面雨水径流中PAHs污染特性对比分析

对南京市典型沥青屋面、瓦屋面径流中PAHs含量进行了9场降雨事件的现场取样监测,对比分析了2种不同屋面径流中PAHs的EMC值及其各组分的浓度,并对其初期效应及影响因素进行了分析和探讨.结果表明,沥青屋面径流PAHs污染较严重,其平均浓度为4 261.7 ng/L,而瓦屋面径流PAHs平均浓度仅为351.2 ng/L.沥青屋面、瓦屋面径流中PAHs均以4环组分为主,沥青屋面径流中3环组分占较大含量,而瓦屋面径流中5环和6环PAHs浓度仅次于4环PAHs.大多数降雨事件中总PAHs及各组分均存在较显著的初期效应;前期晴天数对PAHs在屋面的累积影响最大,瓦屋面径流PAHs含量受降雨强度影响较大,而沥青屋面径流PAHs含量受降雨量影响较大.     

基于非定常风荷载的大跨体育场挑篷结构风致响应

基于刚性模型风洞试验,对一个实际体育场弧形挑篷结构进行风致响应研究,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法(CQC法)进行计算.分析了结构的风致响应,比较了挑篷前缘迎风和处于自身尾流区域时风致响应的不同特点.计算结果表明,挑篷前缘处于迎风侧时出现最大响应峰值,而当前缘处于自身尾流区域时结构的响应相对较小;挑篷前缘迎风时背景响应贡献相对尾流区域时的情况大,并且此时阵风响应因子相对较小.     

基于弹性地基梁理论的端面顶板稳定性分析

端面冒顶一直是影响工作面安全高效开采的一大技术难题。本文采用弹性地基梁理论建立了端面顶板挠度微分方程,并运用PHASE 2D有限元软件建立了端面顶板稳定性数值模型,获得了煤层埋深、支架刚度、煤体刚度等因素对充填开采工作面端面顶板稳定性的影响。研究结果表明：（1）采深越大或液压支架刚度越小,端面顶板下沉越明显;煤层地基系数或顶板弹性模量增大时,端面顶板下沉有所减小,但影响较为有限;从可行性考虑,提高液压支架刚度,可以有效控制工作面顶板变形,降低端面冒顶及煤壁片帮的风险。（2）煤层埋深从200 m增加至250 m、300 m时,工作面前方塑性区宽度及支承压力显著增大,直接顶最大下沉量分别为61 mm、78 mm、96 mm。（3）煤层弹性模量从2 500 MPa增大至3 500 MPa、4 500 MPa时,工作面前方支承压力峰值略微增大,工作面前方煤体塑性区宽度也略微增大;直接顶下沉量略微减小。（4）现场观测表明,充填开采条件下支架阻力较小,工作面区域矿压显现不明显,顶板下沉得到有效控制。     

屋顶花园TMD减震控制研究

为降低结构的振动响应和充分利用屋顶花园,文章提出由多高层建筑屋顶花园结合叠层钢板橡胶垫组成屋顶花园TMD减震系统,并介绍了该减震系统的控制原理;对系统参数进行分析,得出屋顶花园TMD减震系统最优阻尼比、最优频率比;结合工程实例,探讨了利用屋顶花园进行减震控制的方法,并利用屋顶花园质量可调的优点,确定了合理的阻尼比、质量比,数值分析表明减震效果良好,系统性能稳定。     

低矮带檐口曲面四坡建筑屋面风压数值模拟和抗风优化

采用Fluent软件与RNG(Re-normalization group) k-ε湍流模型,数值模拟我国东南沿海地区常见的一类带檐口低矮曲面四坡屋面的风压.重点分析了屋面坡角、风向角、檐口类型等参数对四坡屋面平均风压及周围风场的影响.研究表明,上述参数与屋面风压都密切相关.随屋面坡角增大,迎风屋檐处峰值风吸力减小,背风面风吸力增大;配置檐口可显著改变屋面子块区域的平均风压系数,从而使屋面抗风性能得到优化.     

复杂边界条件下VCR法采场安全破顶厚度研究

为确定凡口矿某VCR法采场安全破顶厚度,构建了"三固一简"边界条件下破顶层极限承载分析模型,推导分析了破顶层承载能力随厚度变化关系,并从力学角度计算最小破顶厚度为4.6 m.为获得塑性区体积、竖向最大位移、安全率等指标随破顶厚度变化规律,对不同厚度破顶层的稳定性进行数值分析.研究表明,破顶厚度由5 m减至4 m时,塑性区由部分贯通发展至完全贯通,安全指标突变至不利状态,与力学计算结果相印证.参考类似矿山安全系数取值,确定试验采场安全破顶厚度为6~7 m.实际爆破中,预留破顶层(厚约6.5 m)始终稳定,表明研究结果与实际情况的吻合度较好.     

夏热冬冷地区绿化屋顶节能与生态效益研究

【目的】研究夏热冬冷地区绿化屋顶的节能效益,分析包括固碳释氧、空气净化、水源涵养和节能减排4个方面的生态效益。【方法】以无锡地区有无绿化的屋顶为研究对象,对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果,并进行屋顶绿化生态效益的量化分析。【结果】在冬季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别高2.5 ℃和5.5 ℃,通过屋顶的热流相对减少36.4%,绿化房间空调日平均节电量为0.90(kW·h); 在夏季,绿化屋顶内、外表面平均温度比非绿化屋顶分别低3.1 ℃、5.6 ℃,通过屋顶的热流相对减少48.6%,日平均空调节电量为4.23(kW·h)。计算可得,绿化屋顶每年可节约空调用电量15.39(kW·h)/m²; 佛甲草屋顶绿化可创造的固碳释氧效益为1.887元/(m²·a),净化空气效益为2.45×10^-2元/(m²·a),涵养水源效益为0.957元/(m²·a),节能效益可达到12.875元/(m²·a),减排效益达9.613元/(m²·a),综合生态效益是25.357元/(m²·a),动态投资回收期为7 a。【结论】屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外表面温度,在夏季降低屋顶内外表面温度,减少通过屋面的热流,达到保温隔热和降低空调能耗的节能效果。屋顶绿化的生态效益显著,投资回收期短,应予以政策鼓励和支持。     

水力压裂切割煤层顶板力学机理及参数优化

煤层开采中,上顶板难以断裂,易形成大面积悬顶结构,进而诱发严重的冲击地压等灾害,不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题,采用地质-工程一体化模拟技术,考虑岩层纵向分层属性,建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型,开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明：(1)水平井多级压裂能够充分切割上顶板,产生密切割缝网结构,附加诱导应力值增大10%,能够有效解决悬顶卸压问题;(2)高粘滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低粘滑溜水体系约40%;(3)影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为：压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长。本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算,深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度,研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发。     

苏南城市中心区屋顶绿化适建性及生态价值评价

【目的】评估城市屋顶资源进行绿化建设的可行性并评价其生态价值,从可持续角度安全地开展屋顶绿化建设,帮助规划与管理者进行屋顶绿化的管理与决策。【方法】以江苏省常州市新北中心区为例,构建屋顶绿化适建性指标体系,运用遥感影像收集指标数据,应用Arcmap软件的叠图法和重分类法进行屋顶绿化的适建性评估; 使用市场价值法评价屋顶绿化的空气质量、固碳释氧、降温节能、雨洪调节4方面的生态价值。【结果】研究区域内15.05 万m²的屋顶面积中7.26万m²适建屋顶绿化,其中适建密集型1.96万m²,混合式约4万m²,拓展型约1.3万m²; 研究区屋顶绿化生态功能价值为16.87元/(m²·a)。【结论】该评估方法能够全面分析研究区域内屋顶绿化建设的可行性与可持续性,有助于提高城市建筑屋顶的使用效率。     

环状悬挑屋盖平均风压与风环境数值模拟

首先对一个较简单的矩形悬挑挑篷进行数值风洞模拟，得到的Baseline雷诺应力模型较适合于悬挑类型的挑篷或屋盖，随后将该湍流物理模型应用到虹口足球场悬挑屋盖中．通过与风洞实验结果的比较，可看出数值模拟方法预测复杂的环状屋盖平均风压是可行的；从数值模拟内场1．5m高度平均风速矢量图结果可知，数值模拟方法预测体育场内的风环境有独特的优越性．最后通过环状悬挑屋盖与单侧、双侧悬挑挑篷数值模拟结果的比较，进一步看出环状悬挑屋盖所受风力的主要特点．