郭屯煤矿深部工作面支承压力规律和煤柱破坏研究

围绕深部工作面巷道变形问题,对工作面超前支承压力、断层区域支承压力和煤柱变形破坏等方面进行了实测研究。根据顶板下沉和围岩应力变化规律,以巷道观测为基准,建立了以理论分析和实测研究为主的深部工作面矿压观测方案。通过对实测数据的分析,得出了郭屯煤矿深部工作面矿压规律和煤柱变形破坏情况,为工作面安全开采提供了帮助。     

错层位巷道布置夹矸对顶煤冒放性研究

为解决厚煤层错层位巷道布置下夹矸对顶煤冒放性的影响问题,采用理论推导和数值模拟的方法,研究在错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏程度的影响以及夹矸对顶煤冒放性的影响导致顶煤冒放的难易程度.结果表明:厚煤层错层位巷道布置取消了区段保护煤柱,首采工作面和接续工作工作面连接成整体.随着接续工作面的不断增加导致发挥作用的关键层位置提高,使工作面支承压力增大,同时使夹矸的承载增大.与传统巷道布置相比,错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏剧烈,夹矸破坏充分,顶煤冒放性较易,进一步推出错层位巷道布置下煤层中夹矸的断裂步距缩小,煤层中夹矸的临界厚度增大.     

大倾角厚煤层综放工作面平巷锚网支护技术

王家山煤矿大倾角厚煤层综放工作面回采巷道变形破坏比较严重,是制约工作面实现安全高效生产的主要因素之一。文中根据巷道变形及锚杆受力的现场实测和巷道分步开挖与支护过程的FLAD3D模拟,分析了王家山煤矿大倾角厚煤层综放工作面回采巷道围岩变形破坏基本特征,提出了采用锚杆不对称布置方式,巷道断面采用圆角微拱矩形的锚网支护方案及其参数。现场试验获得了良好的技术经济效果。     

深部工作面构造区域冲击地压缺陷技术研究

围绕深部工作面构造区域冲击危险性问题,对工作面地质条件和开采环境等方面进行了研究。根据巷道顶底板及两帮受力状况,建立了相对应的力学分析模型,分析得出了巷道顶底板及两帮的破坏准则。通过理论分析结合实际情况,在工作面建立了以缺陷技术为主的冲击地压防治方案,为安全开采提供了帮助。     

综放工作面煤柱合理宽度确定及巷道支护设计

应用FLAC3D数值模拟方法对河南某矿31111综放工作面在留设不同宽度煤柱条件下,护巷煤柱的破坏状态、煤柱上的支承压力以及巷道围岩位移变化特征及其变化规律进行了分析研究。根据分析研究结果,并结合该矿实际情况综合考虑,确定了该矿31111综放工作面留设护巷煤柱宽度为10 m,同时对巷道围岩进行了支护设计,确定了巷道支护参数.采用上述技术措施后,工作面煤炭损失量减少了45.5万t,煤炭采出率提高了4%,巷道围岩变形稳定.     

小煤柱二次动压巷道强力锚网支护技术实践

本文结合山西沁新煤矿2217回采巷道的工程地质特点,分析了二次动压巷道围岩变形与破坏的特征,合理地确定了小煤柱的宽度,在此基础上,以一次性强力支护为原则,提出了该巷道的锚杆支护方案,并在巷道掘进和工作面回采期间对巷道进行了压观测。结果表明,该支护方案有效地控制了二次动压巷道围岩体的变形量,保证了巷道能够满足下一个工作面的使用要求,解决了受两次动压影响的巷道支护难题。     

综放回采巷道锚网索支护设计

针对放回采巷道为全煤巷道,受采动影响巷道围岩变形大,破坏严重的问题,为了解决该类巷道支护问题,通过应用工程类比法、理论计算法,对山河煤矿首采工作面回采巷道变形破坏特点设计出合理的支护方案,确定了锚杆、锚索的长度及间距排距和预紧力四个关键支护参数。巷道矿压观测数据表明该方案有效的控制了巷道变形与破坏,取得良好的经济效益。     

孤岛工作面窄煤柱尺寸模拟

基于查庄煤层地质条件,利用数值模拟法确定合理的煤柱宽度。采用数值模拟软件FLAC3D建立了坚硬顶板孤岛工作面数值模拟力学模型。模拟方案确定为四个,煤柱宽度分别为2m、3 m、4 m和5 m,研究了巷道围岩垂直位移和水平位移分布、塑性破坏状态、垂直应力和水平应力分布情况。研究表明,在孤岛工作面中,由于回采巷道受采动影响较大,巷道变形破坏极其严重,水平应力和垂直应力也相应增加,是造成巷道顶板下沉和底臌以及两帮变形破坏的主要原因。煤柱宽度为4 m时,无论从经济上还是技术上都最为有利,此时巷道变形破坏较轻微,围岩位移量较小,对巷道维护有利。     

利用卸压巷道技术控制深井回采巷道变形破坏

煤矿深井回采巷道除受围岩压力影响外,还受回采工作面动压及相邻采空区基本顶运动的影响。巷道围岩变形破坏严重,底臌量大,维修困难。结合东海煤矿五采区左十二面回采巷道的地质和地压情况,提出了卸压巷道的解决方法,并分析了卸压巷道解决此问题的原理,对卸压巷道位置、支撑煤柱宽度、让压煤柱宽度、巷道宽度进行了计算。同时,将让压巷道作为回采工作面的排放瓦斯尾巷。东海煤矿的实践表明,该方法取得了很好的效果,卸压巷道在一定条件下可以解决深部巷道的变形问题。     

孤岛工作面两巷动压区的综合治理

介绍了孤岛工作面进、回风两巷在掘进期间的巷道支护工艺和回采期间的动压区超前支护工艺及综合治理措施,孤岛工作面的进、回风两巷由于受上下采空区和工作面回采双重压力的影响,巷道破坏和收敛变形十分严重,对工作面安全回采影响极大。应树立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系,以长期的实践和监控为基础,应用“锚杆、锚索”支护等新兴支护技术进行综合治理。     

城市隧道安全预测预警系统构架研究

近年来,城市隧道的安全运营备受工程界关注。介绍了现有隧道健康监测系统和隧道实时安全监控系统研究和发展状况。通过分析两种结构损伤情况(突发性损伤和累积性损伤)和现有相关领域研究的基础上,提出隧道安全预测预警系统架构,论述其组成和具体功能,阐述了隧道安全预测预警系统开发的可行性,表明城市隧道工程建立安全预测预警系统具有重要的理论意义和工程实用价值。     

岳山、排山隧道主要病害成因分析

文章详细分析了岳山隧道和排山隧道公路病害形成的原因,为类似的工程提供了有益的参考。     

高速铁路隧道衬砌结构损伤累积与裂纹演化机理

高速铁路隧道混凝土衬砌结构含有初始孔隙或微裂纹等初始损伤。高速列车通过隧道所产生的气动疲劳载荷作用,使这种初始损伤会逐步扩展。选用混凝土的弹性模量衰减规律来反映气动疲劳载荷对隧道衬砌细观混凝土的作用效应,以弹性模量衰减的第二阶段为主要研究阶段,模拟了在循环气动载荷作用下,高速铁路隧道衬砌混凝土细观损伤机理及疲劳损伤裂纹的发展变化规律。研究表明:高速铁路隧道服役的中后期,气动疲劳载荷对隧道耐久性的危害作用更大。     

城市大跨度公路隧道光面爆破设计与优化

在建筑物密集的城市繁华地带的地下,进行大跨度隧道的开挖,只有结合实际情况制定合理的开挖方案才能使地面建筑物免受爆破振动的危害.针对嘉华隧道的实际情况,根据理论分析及现场试验,研究相应的爆破方案,提出在加宽段A采用上下台阶开挖,在加宽段B、C、D、E采用上导坑开挖的合理爆破方案.同时,给出隧道光面爆破参数的选取原则和加宽段B的施工布置.通过对爆破地震波的监测及结果分析,确立其传播衰减规律,以此从最大装药量、非电毫秒雷管段别、相邻段位的时差、掘进进尺等4个方面提出爆破参数优化措施,现场实施后取得满意效果.其对隧道工程开挖爆破施工和保证地面建筑物安全起到指导作用.     

隧道活塞风速计算方法及其影响因素分析

针对隧道内活塞风会对安全门和广告灯箱等引起破坏的问题,开展了地铁单线无风井和有风井两种形式的隧道空气动力学特性分析,建立了隧道各断面之间的一维伯努利方程和流体连续性方程,研究了不同形式隧道下活塞风速的理论计算模型. 并使用SES软件建立其仿真模型对计算模型的结果进行验证, 重点研究了对活塞风速影响的主要因素.结果表明:隧道内活塞风速与列车速度、列车长度和列车外表面光洁度等成正比例关系,而活塞风井高度、断面面积和风井位置等参数对活塞风速影响不大.所提出的计算模型可用于实际工程中活塞风速的简便计算.     

V形坡度对地铁隧道火灾临界风速的影响

由于穿越隧道、燃气管线和地质条件的工程需要,部分地铁隧道是V形坡度隧道。V形坡度隧道的烟囱效应会增加地铁隧道火灾烟气控制的复杂性和困难。该文采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究V形隧道夹角和高差对地铁隧道火灾临界风速和烟气返流长度的影响。研究结果表明,坡度隧道的隧道夹角对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角增大而变小,隧道火灾临界风速随着下坡隧道夹角增大而变大;V形坡度隧道自然通风竞争效应会对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道高差的增大而变小,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角的增大而变小。该文的研究结果可以为V形坡度隧道通风防排烟系统设计过程中的火灾临界风速取值提供理论参考和依据。     

特长公路隧道通风方式探讨

特长公路隧道通风方式的选择不仅关系到隧道造价、建成后隧道运营费用,还必将影响隧道内司乘人员的心理和生理感受,而且与隧道的防火救灾直接相关;介绍了目前隧道的3种通风方式——-纵向式通风、半横向式通风和横向式通风,重点结合特长隧道的特点探讨了隧道通风方式,为相关人员提供参考.     

寒区隧道围岩水热耦合数值分析

寒区隧道土体中的水分迁移和相变是冻害问题的主要诱因.基于混合物理论,建立考虑水分迁移和水冰相变的联合求解微分方程对水热耦合问题进行求解,并使用 COMSOL Multi-physics 软件进行模块开发,实现渗流-温度耦合数值模拟,进而将模拟结果与土柱冻结实验的结果进行对比,证明水热耦合模型是正确的.最后以西藏自治区米林隧道为例,对温度场、水分场模拟分析并对是否考虑水分迁移的温度场进行对比.结果表明:随着时间的增加,隧道顶部边界气温由-0.82℃降低到-9℃,隧道内部边界温度由-0.74℃ 降低到-11.11℃,并在3月份隧道温度回升;含冰量峰值出现在1月份,在3月份含冰量开始下降.同时,未考虑水分迁移的温度场中热传导速度较快,证明相变潜热对隧道中温度场的分布影响远大于液态水靠重力迁移造成的热对流传热.研究成果直观反映富水寒区隧道的冻害发生过程,具有一定的参考价值.     

岗石区间超小间距隧道施工技术

以城市地铁采用矿山法施工小间距隧道技术为研究目标，分析了地铁小间距隧道施工的技术难点和关键点，总结了地铁小间距隧道施工方法、技术思路和施工技术措施，介绍了广州地铁三号线岗石区间超小间距隧道工程实例。认为，地铁小间距隧道施工应采用综合性技术和措施，提高隧道支护结构的强度、刚度和整体性，减少和控制两条隧道开挖时的相互影响，合理地利用围岩自承能力，保证围岩与支护结构共同作用。     

考虑地震影响的小间距隧道围岩流变损伤

针对隧道围岩的流变特性，基于拟静力法建立了隧道围岩在流变过程中有地震作用时的长期变形与稳定性分析格式，并对三车道小间距隧道的开挖施工过程进行了粘弹塑性数值分析，探讨了地震对小间距隧道围岩与支护结构的影响。数值仿真对比分析表明：地震因素对隧道周边各点的水平位移影响较大，对竖向位移影响较小；中间岩壁在地震影响下，可能发生错动破坏，而且在施工方法的共同影响下有侧向移动的趋势，这将对小间距隧道的安全稳定产生不利的影响。给出了在典型施工方式下，三车道隧道围岩破坏特征及其施工过程中小间距隧道洞周特殊点粘弹塑性的变形规律，可作为小间距隧道设计参考。