不同岩性组合条件下顶板采动效应研究

针对工作面回采后采动顶板稳定性的问题,通过FLAC3D数值模拟软件建立8种不同岩性组合条件下顶板采动效应模型,研究不同组合条件下采动顶板的应力和位移分布变化规律。研究结果表明:顶板全为硬岩时顶板垂直集中应力最大,全为软岩时最小;顶板的剪应力集中区主要位于上覆岩层的硬岩中,剪应力最大组合顶板类型为软-硬-软-硬组合;在不同岩性组合顶板条件下,顶板为软岩时其变形量远大于顶板为硬岩及软硬岩结合时的变形量;相同顶板条件下随着距离的加大,顶板垂直位移量呈现降低趋势。研究结果可为工作面布置方式和顶板支护方式的选择提供参考依据。     

采动应力作用煤巷泥质复合顶板稳定性分析

 为研究采动应力作用软岩煤巷泥质复合顶板稳定态势,以高家梁矿20307工作面皮带煤巷为例,通过岩体微观结构特性分析和钻孔窥视仪对煤巷松动圈探测,确定泥质顶板煤巷为应力扩容膨胀型复合地质软岩,变形破坏力学机制为复合型Ⅰ_ABⅡ_BDⅢ_DA机制,提出锚网索带注的耦合支护对策机制,利用FLAC^3D对采用耦合支护对策后泥质复合顶板稳定性进行数值分析,采用现场监测煤巷变形的方法并将两者结果作对比分析。结果表明,软岩煤巷泥质复合顶板稳定性得到有效控制,验证了应力扩容膨胀复合型破坏机理的正确性和耦合支护对策的有效性,为相似地质条件软岩煤巷支护提供参考。     

永定高陂煤矿主采煤层顶板特征及类型分析

顶板灾害作为福建省煤矿安全开采的主要制约因素,对矿井安全生产构成很大威胁。为了减少顶板事故的发生以及优化升级顶板的管理,在分析高陂煤矿主采煤层顶板特征的基础上,从顶板岩性及其组合角度对其工程地质岩组、结构组合、沉积层序类型等方面进行了初步分析与总结。结果表明：高陂煤矿主采煤层顶板具有坚硬、较坚硬、软硬相间、软弱四种工程地质岩组类型;直接顶+老顶型、直接顶型、老顶型是该矿主采煤层顶板普遍的结构组合类型,而下软上硬型则是最主要的顶板沉积层序类型,矿压显现不强烈、不明显,来压强度不大、步距较小,是最有利于煤矿安全生产的顶板类型。     

煤巷复合顶板变形破坏机理与与锚杆（索）支护作用的探究

煤巷复合顶板变形破坏现象日益增多，严重威胁煤矿的安全生产。在复合顶板的煤巷中，保持复合顶板及两帮稳定，控制和减小围岩的变形，提高围岩整体稳定性，已经成为该类巷道管理的关键点。本文以亭南煤矿二盘区204工作面顺槽煤巷复合顶板为研究对象，在分析煤巷复合顶板锚杆变形破坏机理的基础上，对复合顶板煤巷的锚杆（索）支护作用进行探讨和研究。     

低应力软岩复合顶板大变形煤巷支护技术

 低应力软岩复合顶板煤巷,虽然埋深较浅,围岩自重应力水平不高,但因顶底板岩层岩性及结构的特殊性,巷道围岩具有软岩的特性。以黑沟煤业有限公司主采4-2煤层回采巷道为工程背景,对该地质条件下巷道支护技术进行研究,结果表示,锚杆支护产生的夹持作用可提高巷道浅部围岩完整程度及深部围岩承载能力,缩小浅部围岩的破坏范围;锚索支护能够提高深部围岩与浅部围岩的整体性,减缓围岩的整体沉降运动趋势;金属网与钢带可加强对表面围岩的约束作用,限制破坏区向深部发展和表面围岩的冒落变形,减小顶板岩层的变形;底角锚杆能够促使应力峰值向深部的转移,减轻垂直应力向水平应力的转化程度,控制巷道底臌变形。上述支护方式的综合运用,可实现复合软岩大变形煤巷的有效支护。     

湿度场下矩形巷道围岩破坏规律的数值研究

为探究高湿度环境对矩形巷道破坏过程的影响,利用湿度-应力-损伤耦合模型,采用岩石破裂过程分析软件湿度版,建立3种层状岩层煤巷数值模型及3种开采方式的煤-岩巷道数值模型,再现湿度场下矩形巷道围岩破坏过程,分析湿度场下巷道变形随时间变化的特点。结果表明:湿度对矩形巷道的变形和破坏有显著影响。煤巷的破坏裂纹首先在两帮的煤层中萌生,进而扩展到强度较低的顶板或者底板,最终扩展到强度较高的岩层中;煤-岩巷道顶板的变形量与煤层的相对位置有关,虽然破坏同样先出现在煤层中,但是与煤巷不同的是,裂纹向距离煤层近的顶板或底板扩展。     

深部开采煤巷复合顶板层间离层确定

为了判断深部开采煤巷复合顶板离层稳定性,分析了层间离层和塑性变形随时间不同特点以及多点位移计测得的深部开采煤巷复合顶板离层随时间变化信号特征。结果表明:反映塑性变形随时间衰减快慢系数一般大于0.04,大小为10 cm量级,25 d后变形达到稳定;反映层间离层速度随时间变化快慢系数一般为0.01左右,大小为cm量级;多点位移计工程实测值包括塑性变形和层间离层,可以对工程实测的复合顶板初期(0～25 d)离层随时间变化进行回归分析估算塑性变形大小,用工程实测值和塑性变形差值表示层间离层大小。最后对工程实测新集一矿1606煤巷复合顶板离层进行分析,从工程实测中分离出层间离层,为复合顶板离层稳定分析提供依据。     

回采巷道围岩结构特征及变形破坏规律研究

通过对西山、汾西，霍州等矿区９个煤矿２１个煤层的调查统计，将回采恭延顶板按岩层结构分为多层薄层顶板，复合顶板、厚层整体顶板和厚煤层顶板４种类型，并对典型围岩结构进行了相似材料模拟试验。     

煤巷顶板锚杆支护及机理研究

从巷道顶板锚杆支护在国内外研究、应用现状出发,基于煤矿巷道顶板稳定性和锚杆支护机理分析,结合对不同锚固方式和杆体材质的评价,对锚杆选择进行了优选。运用锚杆支护理论,对煤巷顶板锚杆支护参数进行了设计计算,并最终确定了煤巷顶板的锚杆支护参数,为矿井煤巷支护设计提供参考。     

工作面厚硬顶板力学变形研究

实际生产中,有些矿区覆岩中经常存在两层以上相邻的坚硬顶板岩层.当靠近煤层的二层或多层硬岩层间产生复合效应时,影响覆岩采动特征的老顶将不止一层.为研究清楚复合顶板的变形,有必要研究两层以上坚硬复合岩层的力学特性.基于板理论基础,研究了两层及以上的坚硬层叠岩板的力学特性,建立了坚硬层叠岩板的力学模型并对其进行了分析,给出了最大挠度的计算公式及岩板在覆岩层载荷作用下的变形公式,以及在竖向压力作用下坚硬层叠岩板的位移计算方程、方法,最后给出坚硬层叠岩板的弯曲下沉计算实例.该研究成果为垮落带注充控制岩层及地表移动提供了理论依据.     

拱顶罐改装内浮顶罐的结构设计

文中描述了内浮顶罐的特点和作用，讨论了拱顶罐改造为内浮顶罐的结构设计，并探讨了设计中的一些相关问题。     

倒置式保温屋面建筑构造的探讨

通过对倒置式保温屋面与普通保温屋面分析对比和倒置式保温屋面构造做法及建筑构造设计关键问题的阐述,指出该种屋面将成为建筑节能屋面发展的趋势.     

加气混凝土屋面板设计

加气混凝土屋面板以其质轻、保温、高强和工期短等优点广泛应用于建筑中.本文以哈尔滨市天鹅加气混凝土厂生产的加气混凝土屋面板为例,重点阐述加气混凝土屋面板的设计原则,并依此展开交流与探讨,促进其应用与发展.     

无力矩顶油罐的抗震分析

计算分析无力矩油罐在强烈地震时的安全度,采用Housner简化计算方法验算油罐的稳定性,综合考虑液体静压荷载、水平地震荷载及由垂直地震加速度引起的罐体和液体压力增值,对无力矩顶油罐进行罐体抗震的稳定验算、强度验算及油罐上部节点强度验算.通过算例测定,现行标准不能使油罐在强烈地震时有可靠的稳定性,应对无力矩顶油罐增加相应措施才能达到抗震要求.     

近浅埋煤层老顶初次垮落规律及控顶措施

以榆阳煤矿2302工作面的开采实践为工程背景,利用"板"和"梁"2种力学模型对近浅埋煤层条件下的老顶初次来压步距进行了分析和计算.结合老顶实际垮落步距确定出适合近浅埋地质条件下的力学模型,并计算了"板"力学模型在不同边界条件下初次来压步距.为了解决老顶初次来压步距过大的问题,根据采场处于不同边界条件下初次来压步距的特点,提出了采用深孔预裂爆破和区段煤柱宽度缩小的方法,使采场处于"两边固支两边简支"的受力状态,以减小初次来压步距,保证初采初放期间工作面顶板安全.     

浅谈炮采工作面顶板控制

该文通过事故案例分析,提出了炮采放顶煤工作面顶板控制的基本要求和预防顶板事故发生的有效措施,有一定借鉴意义。     

顶板应力长期演化规律

介绍了伯格蠕变粘塑性模型,此模型体应变分量和偏应变分量均包含塑性变形部分,这可以有效地模拟永久变形,由于在屈服后体积应变中包含了塑性部分,因此即考虑了屈服后的球应力分量对偏应变的影响。从而使模拟更趋于实际。并以某浅煤层煤矿为例,模拟了顶板应力的长期演化规律,为顶板的支护从时间上给予了解释。指出支护的最佳时间是在工作面前后出现最大压应力时,同时也指出了回填的安全时间。此模型也可模拟其它地下岩体。     

强制放顶爆破参数研究

榆神府矿区煤层顶板属于非坚硬岩层,但由于工作面初次来压步距很大,单体液压支柱无法抗拒覆岩整体切落和大面积垮落压力而容易引发大面积垮落灾变。数值模拟分析表明,非坚硬顶板工作面初次来压步距可以通过深孔和浅孔强制放顶减小。通过数值模拟和实际开采条件分析,提出了采用深浅孔结合进行强制放顶预防大面积垮落灾变的方法。得到了炮眼直径与最小抵抗线的关系,确定了非坚硬顶板强制放顶的爆破参数,为避免顶板大面积垮落灾变提供了可靠依据。     

坚硬顶板处理步距的数值模拟

为了达到煤矿工作面安全、高产高效生产,改变坚硬顶板岩体的物理力学性质,以减小顶板悬露面积,防止或减弱这种大面积顶板来压相当重要。由于坚硬顶板跨落时矿压显现明显,一次跨落的面积大,高度大,有强烈的周期性来压,并有明显的动压冲击现象,所以在基本顶来压前必须对顶板进行处理。目前处理坚硬顶板的措施主要有两种：既注水弱化顶板和爆破弱化顶板。而处理步距的确定对于安全、高产高效生产起关键的作用,利用FLAC3D对某煤矿2#煤层进行数值模拟,表明当工作面推进距离达到28m时,超前支承压力峰值已经达到7．43MPa,集中系数约为1．55,此时基本项对工作面产生的冲击作用已较为明显,所以对工作面进行强制放顶的步距不应该超过28m。