深部高应力巷道大变形机理与控制对策

为解决深部高应力大变形巷道围岩控制难题,采用理论分析和现场踏勘的方法,分析了双河煤矿深部巷道大变形机理.提出"围岩改性增强+围岩表面应力恢复+围岩卸压应力转移"相结合的围岩控制对策,并结合实际提出"钻锚注一体化+高预应力多维锚索桁架支护系统+顺层钻孔与巷道基角药壶爆破卸压"成套技术体系,通过现场工业试验,取得良好的技术效果.     

ANSYS在柔掩支架变形特性分析中的应用

选择柔性掩护支架工作时常见的凡种工况及支架的破坏形式，采用国外最为先进的三维设计和分析软件PRO／E建立柔性掩护支架的三维模型，利用有限元分析软件ANSYS对支架结构的强度和刚度进行分析，确定其应力和应变的薄弱点。根据有限元分析的具体结果，对柔性掩护支架的结构进行优化，重新建立模型，再次进行有限元分析。如此反复，直至获得柔性掩护支架的最佳结构。     

井下断层地质破碎带巷道垮落体力学特性

针对断层地质破碎带巷道垮塌问题,分析了冒落堆积体边界力学特征,给出堆积体能否充满冒落空间的条件,分析充满空间和不能充满空间两种情况,推导冒落堆积体的高度边界水平抗力堆积体中任意一点的横向和纵向作用力计算公式,给出堆积体边界上的水平抗力分布曲线,堆积体中任意横向和纵向剖面上纵向作用力分布曲线。该研究可以为实施救援前预判巷道垮落体力学特性、救援时效、制定相应救援方案提供理论和技术支持。     

岩石巷道周边双向聚能定向断裂控爆技术

传统光面爆破法受原理本身的局限应用效果不佳。针对这一情况,基于聚能爆破原理,采用ANSYS/LS-DYNA软件对无限岩体中的柱形药包爆破进行数值模拟。根据爆破特性,选取塑性炸药,采用高能炸药燃烧模型、Johnson-Cook塑性材料模型及切缝聚能爆破的定向断裂爆破方式。结果表明:聚能爆破比传统光面爆破形成的岩石裂缝长,裂纹增长率为91%～117%。根据东保卫煤矿地质条件,将PVC聚能被筒作为双向聚能爆破装置,确定技术参数。工业实验结果证明,双向聚能定向爆破有效提高了岩石巷道成型质量及巷道掘进速度,经济效益良好,具有推广应用价值。     

采场超前支承压力分布规律与巷道稳定性

采场超前支承压力的分布情况直接影响巷道稳定性。根据双鸭山矿业集团公司新安煤矿六采区综三工作面概况,采用顶板相对位移观测、锚杆锚索受力观测、单体液压支柱工作阻力观测相结合的方法,研究了综三工作面超前支承压力分布规律与回采巷道稳定性。结果表明:工作面超前移动支承压力影响范围为工作面前方35 m,峰值点位于工作面前方20～25 m处;在锚杆、锚索联合支护的条件下,上下回采巷道均处于相对稳定状态。该结果为类似条件下确定工作面合理超前支护范围和分析回采巷道稳定性提供了依据。     

渗透剂溶液对瓦斯解吸促进作用的实验研究

为提高瓦斯解吸效率,利用自主设计的瓦斯解吸测定装置,进行外液后置侵入过程中的瓦斯解吸实验,分析了纯水和0.025%渗透剂溶液侵入后含瓦斯煤的瓦斯解吸规律。结果表明:渗透剂溶液能够促进瓦斯解吸,而纯水作用不明显;外液侵入后瓦斯快速解吸集中在前10 min之内,而后逐步变缓并趋于终止。该研究对解决工作面瓦斯抽采与回采之间的时间制约问题具有一定的参考价值。     

回采巷道顶板锚杆组合作用下锚杆预紧力理论确定

在阐述回采巷道顶板锚杆组合作用的基础上,给出了直接顶范围内岩层分层之间发生离层所必须满足的载荷、跨度、挠度三个条件.在指出锚杆组合作用下组合梁内的岩层组合属于关键分层之间组合的基础上,进一步依据变形协调一致的原则,推导出了回采巷道项板锚杆支护中锚杆预紧力计算公式.该研究对回采巷道顶板锚杆支护设计具有一定的指导意义和参考价值.图4,表1,参6.     

不同质量分数渗透剂溶液侵入对瓦斯解吸影响的实验

针对含瓦斯煤体中瓦斯解吸问题,利用自主设计的外液侵入条件下瓦斯解吸测定装置,首次证实了外液对瓦斯解吸促进作用的存在,分析了竞位脱附和毛细静力驱动两方面原因,指出渗透剂溶液对瓦斯解吸的促进效果随着其质量分数的增加而越发明显,以及对瓦斯解吸促进作用只发生在一段时间内的规律,并结合工作面瓦斯抽采提出了提高瓦斯解吸效率的具体措施与实施途径.该研究对解决工作面瓦斯抽采与回采之间在时间上相互制约问题具有一定的参考应用价值.     

安全工程专业实验室建设与教学模式研究

本文结合高校本科教学工作水平评估要求,分析了我院现行实验室体制及其存在的弊端,提出了实验室建设新思路;探讨了在高等教育体制改革新形势下实验室的运行模式,提出了双室共建的运行机制,实行双师制,建立了全新的实验教学体系;最后对实验室建设和实验教学发展方向提出了相关的建议。     

复合顶板离层分析与预应力锚杆支护参数确定

为了解决复合顶板端头锚固预应力锚杆支护中其技术参数确定问题,通过理论分析,给出了锚杆长度、间距、排距、预紧力四个关键支护技术参数的确定过程及相应计算公式,通过现场工业试验收到了满意效果。研究表明:直接顶范围内岩层分层之间发生离层必须同时满足载荷、跨度、挠度三个条件;锚杆组合作用下组合梁内的岩层组合属于关键分层之间的组合;锚杆技术参数确定应遵循变形协调一致的原则。该研究对回采巷道顶板锚杆支护设计具有一定的指导意义和参考价值。