巷道围岩变形的有限元分析及灰色模型预报

介绍了采集力学参数、建立计算模式的有效方法，应用有限元结构分析软件ALGOR实现分别建立、统一联接(COMBSST)生成了支护与围岩相互作用的三维有限元模型，分析了模型各结点的位移及受力情况，计算了巷道围岩变形；又应用灰色系统理论对围岩未来力学行为及可能出现的破坏进行了预报，并对灰色模型的建模条件和预报精度作了分析比较；为巷道支护设计和围岩控制提供了理论依据。     

基于统一强度理论的巷道围岩松动圈计算方法

针对不同强度准则计算松动圈的适用性问题,基于围岩弹塑性理论,采用统一强度理论推导了巷道围岩松动圈理论计算公式。依托实际工程,采用Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和统一强度理论对巷道围岩松动圈厚度进行理论计算。将理论计算结果和现场测试结果进行对比,发现基于Mohr-Coulomb准则计算松动圈厚度大于现场测试结果,基于Hoek-Brown准则计算松动圈厚度小于现场测试结果,同时二者的理论计算厚度与现场测试结果相差较大。而统一强度理论计算松动圈厚度和现场测试结果比较接近。因此,统一强度理论适用于巷道围岩松动圈理论计算。     

巷道整体移动钢模板设计方法

本文在总结巷道施工普通钢模板存在问题的基础上，指出采用整体移动钢模板施工巷道混凝土支护的合理性，建立起新的计算模型，推导出设计计算公式，提出巷道混凝土支护整体移动钢模板的设计方法．     

回采巷道围岩分类的模糊聚类分析方法

影响回采巷道围岩稳定性的因素有众多，各影响因素对围岩稳定性的影响程度也不一样，而回采巷道的分类标准及分类指标的确定却具有一定的模糊性，因此，采用模糊聚类分析的方法，建立模糊聚类分析的模型，对我国回采巷道进行分类，这将更加符合实际情况。本文对比运用模糊等价聚类分析法和模糊ISODATA聚类分析法对我国部分巷道进行了分类计算。     

基于多属性效用理论的巷道支护优化

为了使巷道支护参数的决策符合安全经济的目标,通过设计正交实验结合回归分析得出巷道锚喷支护决策指标与支护参数的关系,利用多属性效用理论,将支护参数与决策者对风险的排斥度结合起来,建立锚喷支护的综合效用函数模型,利用MATLAB软件将该模型编程,使用该模型可以方便地求出巷道支护参数的最优方案以及进行多种支护参数的优选。通过实例分析表明,采用该方法对锚喷支护的支护参数设计及优化具有一定的指导意义。现场采用模型求解得出的最优支护参数,巷道发生冒顶片帮现象的次数显著减少,支护效果明显提高。     

矿井风流温湿度预测方法及应用

针对煤矿开采中井下温湿度的预测和控制问题,设计了单一巷道风流温湿度的计算模型,对矿井不同用途及不同使用年数巷道进行实测和模拟计算,验证了计算模型的计算精度和在通风网络中应用的可行性,结果表明:各种巷道的计算结果和实测值基本一致,说明基于单一巷道的理论计算式适用于通风网络中的温度湿度预测计算;非均匀巷道的风流温度湿度可利用均匀潮湿模型进行计算.     

斜梯形回采巷道锚杆支护组合梁计算模型

对斜梯形回采巷道锚杆支护组合梁厚度的研究,采用结构力学中的力法建立计算模型,得出了组合梁厚度的计算式,从而完善了不稳定围岩斜梯形回采巷道的锚杆支护参数设计。该模型得到了实际应用和验证。     

胶带输送巷道粉尘浓度分布的数值模拟及实验研究

为了改善胶带输送巷道粉尘浓度超标的现状,探索影响粉尘浓度分布的主要因素,根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟胶带输送巷道粉尘运动的相似准则数,建立了胶带输送巷道相似模型,运用计算流体力学的Fluent软件对胶带输送巷道相似模型粉尘浓度分布进行数值模拟,并与相似实验数据对比分析,模拟结果与实验数据基本吻合.研究结果表明,巷道平均风速及胶带运行速度是影响粉尘浓度分布的两大主要因素.巷道平均风速为0.15~0.60m·s-1时,风速越大,粉尘浓度越低.胶带运行速度为1~2.5m·s-1时,运行速度越大,粉尘浓度越高.     

基于加荷和卸荷模型的分区破裂化初步模拟及空间局部化机理

为了采用数值模拟方法模拟出深部巷道围岩的分区破裂或碎裂化现象,采用了两种三维力学模型,即加荷模型和卸荷模型,在计算中考虑了岩石材料的应变软化非均质性质.在加荷模型中,巷道被一次性开挖之后再进行位移控制加载.在卸荷模型中,当模型已处于静力平衡状态之后,巷道被分步开挖.计算结果表明:在上述两种条件下,在垂直于巷道轴线的平面内,都出现了剪切应变增量的高、低值区相间隔的现象.此外,卸荷模型的结果要比加荷模型的结果更符合实际.分区破裂化现象被认为是由若干呈锥面分布的空间剪切带形成的.     

组合拱支护理论在软岩巷道锚喷设计中应用

矿井巷道的锚喷支护参数设计时,通常采用工程类比法进行设计,但可能经济上不合理,为了使支护结构尽可能得到优化,从而达到支护费用相对最低的目的,应用组合拱理论对锚喷支护参数进行计算分析,可得出比较合理的参考值。在内蒙古大雁三矿井下巷道设计实践结果表明,组合拱理论是优化软岩巷道锚喷支护参数行之有效的方法之一。     

巷道围岩控制的波动性平衡理论

运用岩石力学的基本理论分析了巷道围岩的变形、强度特性以及支护力作用下围岩各变形区的应力分布特征,首次提出了涵盖巷道围岩-支护相互作用全过程的波动性平衡理论,为巷道围岩尤其是具有较大松动变形区的巷道围岩控制提供了理论依据。     

剪胀锚固理论在上社煤矿回采巷道锚固设计中的应用

剪胀锚固理论是太原理工大学矿业工程学院贾喜荣教授提出的一种新的锚固理论,应用该理论计算分析方法.对上社煤矿9号煤层和15号煤层的回采巷道进行了锚固计算分析和锚固设计.工程应用结果表明设计方案能够满足工程要求.以上社煤矿15号煤层回采工作面进风巷锚固设计为例.给出了顶板岩层锚固强度的设计计算方法.     

AutoCAD环境下巷道坐标参数表的自动生成

在巷道掘进设计中,巷道坐标参数表的绘制是耗时较大的环节.传统人工绘制巷道坐标参数表的方法计算和量取的工作量大,而且准确度难以得到保证.从分析巷道坐标参数的传统计算方法入手,针对其中线长、Z坐标计算和方位角量取等繁琐的环节,提出了Auto CAD环境下的自动计算方法.基于以上实现方法,并充分考虑到操作的便捷性,在Auto CAD VBA二次开发平台上编制了FME程序.经过多座矿山的实际应用表明,该程序能够快速、准确地生成巷道坐标参数表,极大地提高掘进设计的效率.     

“三软”厚煤层顺槽支护技术研究

以某矿2306厚煤层工作面回风顺槽为依托,对三软煤层巷道变形力学机制及巷道锚固支护机理进行理论分析,确定了一次锚杆+金属网+钢筋梯梁和二次锚索关键部位补强的支护方案,采用理论计算与有限元模拟的方法确定了锚固支护参数,完成了400 m长试验巷道的支护研究。结果表明:支护方案合理可行,锚网联合支护是解决三软厚煤层巷道支护问题的有效手段。     

沿空掘巷围岩稳定性可控因素的敏感度及稳定性分析

沿空掘巷围岩稳定性的人为可控因素较多,但并不是所有的因素都对巷道稳定性具有积极作用,其敏感度也各不相同.针对沿空掘巷围岩的支护特点,共归纳为7个主要影响因素,采用正交试验表L18(37)进行了18个计算方案的设计;通过FLAC程序分别针对这18个方案进行了数值计算,并得到了围岩结构和支护结构的变形与受力计算结果;根据正交极差理论得到了各个可控因素的极差值,提出了综合敏感度的概念与计算公式,并进行了各个因素的敏感度分析.该分析过程综合了正交设计、极差理论、数值分析和统计分析等研究手段,理论研究结果将为沿空掘巷围岩的支护设计提供一定的应用研究基础.     

厚锚固板支护理论在三沟鑫都煤矿的实践研究

依据两帮松软破碎的特征,选择厚锚固板理论方法确定了三沟鑫都煤矿条件下首采工作面开切眼的锚固强度、锚杆间排距、锚杆长度、锚固长度等支护参数,并对成巷至工作面安装期间的围岩变形进行了现场实测,结果表明,依据厚锚固板理论确定的破碎两帮条件下的锚固支护方案是合理的。     

巨厚复合顶煤大断面煤巷支护参数优化

针对在大断面、巨厚复合顶煤条件下巷道支护参数难以确定的问题,通过采用钻孔窥视法和FEPG软件数值模拟方法对不连沟煤矿的巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷进行锚杆(索)支护参数优化,提出在巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷中采用高强度、大刚度的长锚杆和长锚索的联合支护方法,并对其支护效果进行监测,研究结果表明:该支护系统很好地保证了复合顶煤大断面煤巷的安全,可靠性较高。     

利用BP神经网络确定巷道摩擦阻力系数

在特定圆木支护巷道条件下，合理地选择了木支架直径、支架纵口径，巷道面积、巷道周长、支护周边长等作为神经网络的输入参数，运用改进的BP人工神经网络模型。进行摩擦阻力系数的模式识别。该方法的主要优点有：网络结构简单，收敛速度快。预测精度高。模型精度很高，有一定的实用价值。     

深井软岩马头门加固技术方案的研究与实践

基于孔庄矿千米混合深井马头门的破坏情况,分析了大断面软岩硐室的变形破坏及支护加固特点,提出了适用于深部软岩马头门加固技术原则及方案,并在现场进行了为期半年施工实践。通过对马头门变形、支护体受力及混凝土应变监测及分析,3个月后监测数据趋于稳定,并处于安全范围内,表明本加固技术能很好的适应深部软岩的变形特点,取得了良好的技术经济效果,具有在类似巷道条件下的推广应用价值。