煤层底板应力分布的相似材料模拟分析

本文根据淮北芦岭煤矿的地质条件,通过相似材料模拟实验分析了工作面生产过程中煤层底板应力分布的规律,并对底板巷道布置和回采工作面设计提出了一些合理的方案。     

弹性力学中反平面问题及在地下工程中的运用

本文给出了求解弹性力学中反平面问题的复变函数方法,系统地讨论了弹性介质所占据的各种区域下反平面问题的通解形式,并将该解法用于分析地下各种断面形状的巷道围岩的受力状态。     

上下煤层分层同采巷道布置及围岩变形机理研究

上下煤层分层同采时,开采所引起的本煤层以及煤层之间的复杂应力场和位移场将导致巷道失稳、工作面顶板冒矸、支架折损、采场影响相互叠加等问题。因此,本文设计了上下煤层回采巷道布置方式,并在山西中阳华润联盛苏村煤矿进行了实验。同时,本文还研究了上下煤层同采巷道围岩变形机理,建立模型后模拟得到了两煤层采场相互扰动影响最小的安全错距为45 m。结合苏村煤矿地质条件和开采技术,确定了上下煤层回采巷道布置方式为对齐布置。在此基础上,构建了上下煤层同采巷道数值模型。根据上下区段之间煤柱和巷道支护、开采工艺和顺序,探讨了上下煤层开采扰动覆岩运动规律。分析苏村煤矿实验结果,得到了6~#煤层和10~#煤层同采时的巷道布置以及同采合理错距布面。该方法解决了两层煤同采时影响相互叠加的问题,保障了煤矿的生产安全,提高了煤矿的经济效益。     

破碎围岩注浆加固扩散机理及应用研究

煤层回采过程中,上个工作面的回风巷通常需作为接替工作面进风巷,是典型的重复采动影响巷道,受采动影响围岩破碎,对于工作面的回采存在较大隐患。针对从破碎围岩采用传统注浆加固工艺的不足,提出层次注浆工艺进行围岩加固,对其注浆加固机理进行了探讨,并对其进行了应用和效果检验。研究结果表明,浆液快速硬化的特性,使得浆液短时间内可在煤体表面形成止浆层,后期漏浆逐渐较少,浆液向深部扩散,注浆量较大,扩散半径和扩散深度均得到保证;煤体裂隙基本被浆液充满,注浆效果较好;两帮累计移近量最大约294 mm,顶底板累计移近量最大539 mm,均小于注浆前,注浆对巷道变形起到了很好的控制作用。     

深部矿井倾斜煤层采空区下回采巷道布置的数值模拟

为减少深部矿井倾斜煤层采空区下回采巷道的变形量和卧底量,降低回采巷道的返修率,以某矿为例,分析采空区下布置回采巷道的矿压显现规律及回采巷道位置参数,并采用FLAC^3D快速拉格朗日差分分析法进行数值模拟计算。结果表明：两层煤联合开采的下层位煤层回采巷道,应布置在上层位煤层已经稳定的采空区下;回采巷道与上层位煤体边缘之间的水平距离可通过取其在下层位煤层应力降低区域与下层位煤层小变形区域的取值范围的交集获得。该研究为采空区下回采巷道的位置选择提供了可靠的理论依据。     

急倾斜松软煤层回采巷道上帮煤体的稳定性控制

为控制新强煤矿急倾斜松软煤层回采巷道上帮变形失稳,采用理论分析和现场实验相结合的方法对急倾斜煤层回采巷道合理支护方式、支护参数和上帮稳定性控制技术进行研究。结果表明：急倾斜煤层巷道的变形与破坏呈非对称性;采用锚杆支护后,影响上帮稳定性的关键因素是巷道底臌的控制,巷道上帮底角是控制的关键部位。新强煤矿采用文中回采巷道支护参数优化设计方案,巷道变形得到了有效控制,取得了显著的支护效果。     

深部巷道围岩蠕变的数值模拟

煤矿深部开采时,针对高地应力下岩体蠕变导致的巷道围岩变形问题,分析了围岩变形破坏特征,并结合现场相关地质资料,采用FLAC^3D程序的Burgers蠕变模块,对不同围压条件下巷道围岩蠕变问题进行模拟研究。结果表明：围岩的蠕变存在着初始蠕变和稳定蠕变两个阶段;围岩的蠕变移近量、变形速率和应力均随时间的延长而增大,最终趋于稳定。该研究对高地应力条件下巷道施工有一定指导意义。     

基于SolidWorks掘进巷道支护作业平台仿真设计

为了解决掘进巷道支护作业平台研发和试制周期较长的问题,开展了掘进巷道支护作业平台结构的仿真设计。利用SolidWorks三维建模软件,完成了支护作业平台的三维模型绘制、虚拟装配及干涉检查、运动性能仿真和工程图的生成等四个步骤,可及时、尽早地发现和修改设计中的错误,缩短设计周期,提高了产品的研发质量,使设备的研发得到成功实现。     

深部开采巷道滞后突水防治技术

针对深部矿井巷道受承压水威胁在巷道服务期间易产生滞后突水问题.采用理论分析方法,研究了巷道滞后突水防治技术.分析结果表明:随着时间的延续,巷道围岩有效隔水层在矿压及水压长期作用下,围岩破坏范围逐渐扩大,裂隙进一步扩展,有效隔水层受到破坏,裂隙与高承压水连通,形成突水通道;分析了突水时间效应及防突水措施机理,提出了通过优化支护参数达到增强防突潜能的目的.基于悬吊理论和Ansys软件,对巷道支护参数及安装载荷进行了优化.结果表明:断层破碎带附近巷道顶底板最大位移量为132 mm,两帮移近量最大为123 mm,顶板离层量为8～15 mm,巷道围岩得到了有效控制,在服务期间,没有发生淋水等现象.该成果对预防巷道滞后突水有一定指导意义.     

探析全煤巷道光面爆破施工技术

在煤炭开采过程中,主要采用水采、机掘、炮采三种方式,其中水采已基本淘汰,以机掘和炮采最为常见,机械采煤主要用于回采施工,而炮采主要应用与岩石巷道,在全煤巷道有时也会采取爆破施工技术进行巷道开拓,光面爆破技术因其技术优势和高质量的爆破效果而广泛的在煤矿中推广使用,但是光面爆破的效果受围岩性质和炸药本身性能的影响,因此有必要对全煤巷道的光面爆破施工技术进行探析。本文通过阐述全煤巷道光面爆破施工技术的原理、技术要点、注意事项等内容,系统分析全煤巷道光面爆破施工技术的应用现状及发展前景。