采场上覆岩层面接触块体结构的解析解

针对多次观测到的直接顶自成结构的现象,提出了面接触块体结构的简化模型,并进行了详细的力学分析。由于自成结构的块体部分暴露在采场的临空面上,所以其关键块体的稳定性直接决定着面接触块体结构的稳定性。受块体理论中确定关键块体思想的启迪,用矢量分析法找出了面接触块体结构中的关键接触面,并进行了相应的力学推导,在此基础上用解析的方法得出了面接触块体结构的解析解,揭示了面接触块体结构的力学机理。     

Cu_2O电子结构与光学性质的第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论计算,系统研究了块体Cu_2O的电子结构和光学性质.结果表明,块体Cu_2O为直接带隙半导体,最小禁带宽度为0.52e V;其价带顶主要Cu-3d态电子和O-2p态电子构成,而导带底则主要由Cu-4p态电子和O-2p态电子共同决定;块体Cu_2O的静态介电常数为8.27,光吸收系数最大峰值1.83×105cm-1,研究结果为Cu_2O在光电器件方面的应用提供了理论基础.     

砂岩破断面力学参数及摩擦特性研究

用粗糙度系数，壁面抗压强度和基本摩擦角作为描述破断面力学性质的参数，测定了细、中、粗3种类型砂岩的相应参数值，从实验角度研究了砂岩张拉破断面在不同法向应力条件下具备的抗摩擦应力，总结出砂岩张拉破断面遵循的摩擦规律，为煤矿开采基本顶破断后块体结构及其它岩石工程中块体稳定性分析提供了依据。     

防波堤顶墙上有块体掩护时的波浪力

本文通过模型试验对高基床防波堤顶墙前人工块体的防浪掩护作用进行了系统研究。根据总荷载(总水平力、总垂直力、总倾处力矩)的实测值,得到了无掩护的总荷载的变化关系曲线和不同掩护方式时掩护系数的经验计算式。本文的结论可供工程设计及港工规范修订时参考。     

再生顶板下巷道布置及支护离散元模拟

为确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式,考虑再生顶板的形成过程及特点,以UDEC数值模拟为主要研究手段,采用voronoi块体划分方法,建立了再生顶板下巷道布置及支护模型,分别对再生顶板下不同位置、不同留顶厚度及不同支护形式下的巷道开挖进行了模拟.结果表明:再生顶板下巷道顶板中的垂直应力一般小于原岩垂直应力,平均为原岩垂直应力的0.6倍;再生顶板下巷道布置宜选用内错布置,内错距离为3~6 m;巷道合理留顶厚度为0.8 m以上;巷道支护形式宜采用锚杆与架棚及喷浆联合支护,必要时可进行超前注浆加固.     

影响巷道顶板稳定的关键块体的受力分析

针对巷道开挖后,围岩体中成因各异、种类不同的弱面将巷道围岩体分割成不同几何形状、不同尺寸的块体,且部分块体暴露在巷道的临空面上,由于相互摩擦及挤压形成不稳定平衡。其中某关键块体的受力、结构形状以及裂隙弱面的强度性质决定该巷道顶板的变形及稳定性。针对该关键块体可能的组合运动趋势(滑动、倾倒),用矢量分析理论给予受力分析,给出了巷道稳定平衡的条件,为完善巷道支护提供了理论依据,并在实践中得到应用。     

再生块体混凝土的单轴受压试验

首先,将抗压强度分别为26.7,45.0,87.6 MPa的3种旧混凝土块体与普通商品混凝土进行混合浇筑,制作18个再生块体混凝土立方体试件和18个棱柱体试件.然后,进行立方体试件和棱柱体试件的单轴受压试验,研究旧混凝土的取代率及新旧混凝土的抗压强度差对再生块体混凝土受压力学性能的影响.结果表明:在添加低抗压强度(26.7,45.0 MPa)旧混凝土的试件中,新旧混凝土结合良好,界面难以辨别;在添加较高抗压强度(87.6 MPa)旧混凝土的棱柱体试件中,新旧混凝土的结合界面出现分离现象;试件的破坏形态似2个对顶的角锥形状;在新旧混凝土抗压强度差不变的情况下,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变随旧混凝土取代率的增加而降低,取代率对抗压强度影响较大,但对弹性模量、峰值应变的影响较小;在新旧混凝土抗压强度差不同、取代率相同的情况下,随着旧混凝土块体抗压强度的增大,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变均呈一定的上升趋势;再生块体混凝土的泊松比变化不明显,平均值约为0.212.     

玉印山危岩带稳定性评价及其加固措施

玉印山危岩是一个典型的形成条件复杂、类型多样、地理位置特殊、危害比较大的危岩带。针对这种危岩个数多,成因复杂,四面临空的危岩体,采取分类调查评价方法,对各个危岩块体进行分析、计算,根据每一个危岩块体的具体情况,分别采用了清危、补缝、支顶、挑梁、锚杆、锚索、被动网等方法或各种方法组合的措施对危岩进行加固处治,效果良好。     

三峡库区金乐滑坡形态、结构特征及其治理

针对三峡库区特大型的金乐滑坡,从其形态特征、物质结构特征等方面,分析了该老滑坡的形成机制,评价了其不同块体之间的稳定性及相互作用关系,认为该滑坡为复合型的滑坡,多期次形成,后期改造严重.滑体各块体的稳定性不同,整体基本稳定,局部块体稳定性较差.并针对残留体复杂的滑坡提出了综合治理方案.     

基于关键块体理论的隧道分部施工时空效应

分部台阶施工的隧道开挖所形成关键块体因不同工序下临空面的位置、大小及开挖时机的不同而存在时空效应。阐述了关键块体时空效应的概念,并以福州长乐国际机场高速公路二期双向8车道特大跨度连拱隧道为依托,给出了时空效应概念及其工程应用;提出了关键块体所产生的时空效应应用的基本原则。结果表明:在采用双侧壁导坑施工的隧道中,预留核心部分岩体有利于隧道顶部块体的稳定;隧道施工时,减小开挖临空面面积能有效控制关键块体的体积,及时支护能减小因蠕变而导致的块体节理面力学性质的削弱;以时空效应应用基本原则为指导,将其应用于隧道开挖过程可省去部分临时支护,同时可提高隧道施工的安全性和经济性。     

芦岭煤矿10#煤层顶板特征

利用钻孔资料,统计芦岭煤矿10#煤层顶板30m以内砂岩和直接顶的厚度。依据硬质岩石质量分数、直接顶厚度与采高的比值（Km）分析顶板的岩性类型和顶板的结构类型。结果表明：1”煤层顸板岩体岩性分为硬质岩体、中硬岩体和软质岩体三类,分别约占矿区的50％、35％、15％;顶板结构类型为老顶直接覆盖型、伪顸＋老顶型、直接顶＋老顶型和伪顶＋直接顶＋老顶型四种;顶板工程地质类型分为无周期来压、有周期来压和周期来压强烈三种,依次占矿区的49％、50％、1％。该矿地质条件较好,研究结果为矿区工作面布置方法、顶板支护方式的选择提供了依据。     

单体支柱工作面顶板压力计算的探讨

根据现场实测,采用统计回归与理论分析方法,对鸡西矿务局单体支柱工作面顶板压力计算方法进行了分析和研究,利用来高与直接顶厚度的比值确定老顶岩层作用在直接顶的压力,最后推导出较实用的顶板压力计算方法,并在鸡西进行了应用。     

基于无线技术浮顶储罐密封油气浓度检测

在浮顶储罐火灾事故中,一、二次密封层间的可燃气体浓度过高是导致雷击火灾的重要原因之一。本文就浮顶储罐一、二次密封层间可燃气体监测技术进行探讨,提出了使用无线网络技术进行可燃气体监测的方案,解决了浮顶储罐密封层气体监测的难题,为浮顶储罐安全生产提供了参考。     

老顶运动状态与下位直接顶断裂位置的关系

本文通过分析老顶与直接顶间作用力大小和分布,研究了老顶运动状态对直接顶断裂位置的影响,提出“Q-判据”,为进一步研究控制直接顶断裂位置提供依据。     

论弹性基础变形效应对采场老顶活动规律的影响

由于煤体及直接顶岩层的弹性压缩变形,老顶岩梁端部开裂前并不是处于理想的嵌固支承状态。本文深入地分析了由直接顶和煤层组成的弹性基础变形效应对老顶岩梁活动规律的影响,给出了列传统老顶岩梁来压步距公式进行修正的具体方法。研究成果对于指导现场预计顶板活动规律和进行控制设计具有重要意义。     

论直接顶岩层初次来压阶段的控制方法

本文针对直接顶岩层初次来压阶段顶板事故占较大比例的实际状况,提出了合理确定初撑阻力强度、始动阻力强度及最小控顶距等来有效控制直接顶岩层初垮运动、防止事故的方法体系。     

赵各庄矿深部大倾角综放工作面矿压显现规律研究

基于赵各庄矿3237综放工作面矿压观测结果,重点研究了深部大倾角综放工作面的矿压显现规律和上覆围岩运移规律。研究结果表明:工作面初次来压步距为16～18 m,增载系数为1.47～2.33;周期来压步距为11～13 m,增载系数为1.15～1.36,属于来压不明显工作面;支架前柱工作阻力普遍大于后柱,约为2倍的关系;顶煤和顶板的始动位置超前于煤壁,煤壁前方的顶煤与顶板均出现不同程度的水平和垂直位移量。     

回采巷道顶板离层分析与锚杆组合支护技术参数确定

在阐述回采巷道顶板锚杆组合作用的基础上,给出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3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,给出回采巷道顶板端头锚固锚杆支护中锚杆长度、间距、排距、预紧力4个关键支护技术参数的计算公式。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。     

综放工作面直接顶稳定性研究及控制实践

通过大量现场实测与系统的理论分析指出，“砌体梁”与“半拱”式结构相结合共同构成综放采场覆岩结构的基本形式．在此基础上，对上位直接顶中“半拱”结构的３种形式进行了分析，建立了相应的力学模型，对其平衡条件、失稳机理以及与砌体梁结构的相互作用关系进行了分析，从而形成了综放开采直接顶稳定性控制的基本理论和方法．最后介绍了综放开采的矿压控制实践．图４，表２，参４．     

综放工作面基本顶层位与极限跨距确定

为确定中煤平朔集团井工一矿4106综放工作面基本顶层位和极限跨距,考虑基本顶沉降值、采空区残留浮煤厚度、碎胀系数等因素,初步确定了采空区的冒落带理论高度;根据覆岩结构向高位转移后的平衡条件,判断顶板上方13.12 m以远的粗砂岩为基本顶1;根据组合梁等理论公式,计算了该工作面顶煤、直接顶、基本顶的载荷值,确定了顶煤、直接顶、基本顶的初次垮落步距、周期垮落步距,结果与矿压观测结果基本吻合。