浅埋薄基岩大采高工作面顶板破断特征和来压规律

为了揭示浅埋薄基岩大采高工作面顶板破断运动结构特征,在张家峁煤矿22201工作面辅运顺槽内施工3组钻孔,现场观测不同层位的顶板位移量,钻孔窥视顶板破断位置,实测统计对应的工作面支架工作阻力和超前支架工作阻力。结果表明:工作面上方顶板分层垮落,具有显著的时间和空间效应;顶板破断超前于工作面来压,超前破断距离约15～20 m;顶板冒落带高度15～18 m,平均顶板破断角65°;初次来压形成非对称三铰拱结构,周期来压形成台阶岩梁结构;端头区域内倾向不同层位的顶板呈弧形拱状冒落。工作面初次来压步距为32 m,来压时支架的平均工作阻力11 448 kN/架,周期来压步距为10～15.8 m,平均13 m,来压时支架的平均工作阻力10 343 kN/架,支架选型合理且利用率高;回风顺槽侧超前支承压力显现较明显,超前支承压力峰值位于工作面前方5 m内,显著影响范围约为10 m,一般影响区为15 m.     

地下洞室形状优化设计

洞室开挖会使围岩周边产生应力集中 ,产生拉应力与压应力。围岩出现拉应力对洞室稳定十分不利 ,通常通过改变洞室形状和轴比来消除围岩中的拉应力。本文提出一种使洞室拉应力σθ=0 ,而压应力最小的确定洞室最优几何形状的方法。     

顶煤破坏规律及合理顶煤厚度的研究

在现场实测及实验室相似模拟研究的基础上,建立弹性深梁力学模型,对顶煤破坏特征及其机理进行了研究,进而探讨了确定合理顶煤厚度的方法。     

裂隙发育对煤层强度的影响

借助现代分形理论的基本思想和原理,提出了测量裂隙数量的方法。在此基础上,利用回归分析的方法对所选矿区测量结果进行量化分析研究,建立了煤体单轴抗压强度与裂隙条数之间的指数衰减关系式。实现了分形理论与统计理论相结合对数据的分析和处理,为工程实践中评价煤层强度与裂隙发育状况的关系提供了一种可操作性途径,具有一定的实际意义和指导意义。     

高应力软岩巷道壁后充填支护研究

高应力软岩巷道属非线性大变形问题,巷道支护必须满足其变形要求。总结了白皎煤矿高应力软岩砌碹巷道变形破坏特征,分析了砌碹巷道破坏机理,并对碹体壁后充填粉煤灰基材料改善"支护-围岩"关系的作用机理进行了分析,最后得到了现场验证。     

近距煤层上行开采底板稳定性分析

通过现场掘探巷实测，取样测定底板岩层物理力学参数，并在相似模拟和数值计算基础上，分析了条带采空区上近距离煤层上行开采工作面底板稳定性，探讨了底板关键层的失稳机理，提出了确定可行开采方法的原则     

浅埋厚煤层分层开采合理隔离煤柱尺寸模拟研究

应用相似材料模拟,配合数值计算分析,通过对活鸡兔煤矿厚煤层分层开采区段隔离煤柱的稳定性研究,确定了合理的煤柱尺寸.研究表明,采用相似材料模拟与数值计算相结合的方法,仍是进行复杂矿山工程定性和定量研究的有效手段.     

回采巷道底板破坏范围及其影响研究

针对回采巷道底板破坏深度确定难题,以蒋家河煤矿ZF204工作面运输顺槽为研究背景,采用现场实测、物理相似模拟和数值计算相结合的方法,掌握了巷道两帮脚挤压破碎和底鼓规律,建立了底板破坏力学模型,分析了巷道底板的极限承载力,揭示了巷道底板挤压流动型变形的破坏机理。研究发现,巷道两帮下部的底板极限承载力与内聚力成正比关系,并且随着内摩擦角的增大,巷道极限承载力随内聚力的增大的幅度越大。内聚力一定时,极限承载力随着内摩擦角的减小而降低。围岩渐进破坏参数的折减系数小于1时,极限承载力随着折减系数呈降速减小。基于上述分析,建立了巷道底板极限平衡深度计算模型,得出巷帮极限平衡区宽度与巷道底板破坏深度成线性增长关系,给出了巷道底板最大破坏深度和位置计算公式。基于底板破坏引起极限平衡圈演化研究,完善了巷道支护的极限平衡圈理论。     

公路隧道TZL预应力锚杆支护效果对比试验研究

通过TZL预应力锚杆支护和普通砂浆锚杆支护的对比试验观测,获得了锚杆轴力、垫板反力、预应力损失、锚杆孔内位移和围岩收敛位移等重要参数 ,由此对TZL预应力锚杆扩大1.5倍锚杆间距与普通砂浆锚杆的支护效果进行了对比分析, 并作出了客观评价.     

急斜煤层顶煤可放性因素分析

依据大量的实际观测数据和实践结论,对影响急斜煤层顶煤可放性的地质因素进行了分类,采用样本主成分分析法对这些因素进行了分析,并应用Matlab对所得数据进行了处理,得出了急斜煤层顶煤可放性的评判函数.最后,按照第一主成分,给出了顶煤可放性分类指标,为此类煤层的开采实践提供了参考依据.图1,表4,参6.