缓倾斜厚煤层浅部回采区段煤柱留设宽度优化

以某煤矿缓倾斜厚煤层浅部区段煤柱为对象.首先,利用数值模拟方法分析不同煤柱宽度下煤层回采时巷道围岩主应力、塑性区、支护结构应力及位移特征,评价巷道围岩稳定性,确定煤柱合理宽度范围.结果表明:煤柱宽度为3m时,区段煤柱莫尔应力圆与强度包络线相交、塑性区贯通、支护结构趋于破坏;宽度为6 m时,区段煤柱仅存30％弹性区、支护结构趋于破坏;宽度为9～12 m时,巷道围岩应力圆与强度包络线相离、处于弹性变形阶段、支护结构具有良好的承载力、围岩位移小,满足煤矿生产需求,为煤柱合理宽度范围.其次,通过工程实际验证.结果表明:煤柱宽度为9m时,能有效控制围岩变形破坏,煤炭生产效率与回收率最优化.可见缓倾斜厚煤层浅部区段煤柱留设优化宽度为9m.     

王封煤矿8号煤层煤柱变形破坏特征研究

通过对王封煤矿8号煤层采用刀柱法开采后采空区内残留刀柱煤柱弹塑性变形区的分析、煤柱承受极限载荷和实际承受载荷的计算以及对煤柱应力分析的研究,得出该矿8号煤层的煤柱不能完全塑性屈服,在煤柱上会产生应力集中,使煤柱处于稳定状态。     

急斜煤层浅部矿震机理及防治

为了防治急斜煤层浅部综放开采出现的矿震灾害及深刻理解其机理,采用物理相似模拟实验进行了研究。研究结果表明,急斜煤层浅部矿震机理为单个煤柱失效后,进而引起采场煤柱连锁失稳,最终导致巨厚覆岩大面积垮落,产生矿震,其本质是空间结构失稳造成,由此提出"空间结构破坏型矿震"观点;结合生产实际,提出控制此类矿震的关键在于控制综放段上覆浮矸厚度,留设足够厚度的隔离煤柱和提前预爆破顶板的防治措施。     

由汶川地震引发对抗震概念设计的思考

通过对汶川地震的建筑结构的反思,分析总结“概念设计”的重要性。     

基于蠕变损伤耦合的海底开采点柱稳定性分析

 针对海底金属矿开采过程中采场留设点柱的稳定性问题,采用损伤统计本构理论,在西原模型的基础上提出一种参数获取相对简单的三维非线性蠕变损伤模型,并给出由稳态蠕变向加速蠕变过渡的判定方法.利用ANASYS 数值软件分析了三山岛金矿新立矿区海底点柱式充填采矿法矿房的应力分布,并应用三维非线性蠕变损伤模型对点柱稳定性进行了黏弹塑性损伤分析和渗流分析.该模型充分考虑了岩石的基本力学参数和工程地质调查结果,可推广至其他流变物理模型,对于大型岩土工程的蠕变渗流分析具有较强的适应性.     

金属矿山矿柱回采三维可视化设计

 针对矿山传统二维设计方法的不直观、可计算性差等缺点,提出了三维矿业软件与空区激光探测系统相结合的采场三维可视化设计方法。首先通过空区激光探测系统（CMS）获得采空区的实际形态,在Surpac软件中构建采场局部地质模型,将探测所得实体模型与局部地质模型进行布尔运算后获得矿柱的三维模型,在此基础上进行了采准工程的布置,实现了采场设计全程三维可视化。以某金属矿山为例,运用CMS和Surpac软件对E2-3采场进行了中深孔爆破回采方案设计,在Surpac软件中快速获取矿柱剖面,通过建立爆破设计数据库,对各剖面进行了中深孔爆破设计,最终生成了爆破设计报告。根据统计获得设计采场体积及所需炸药量,经计算炸药单耗约为0.892kg/m3,该指标与经验值较为吻合。实践证明,该方法能够较好地解决矿柱边界难以确定,传统设计三维显示不够直观等问题,并且计算比较方便,具有重要的推广应用价值。     

硬岩采场新型预应力膨胀支柱的研发及应用

针对硬岩采场原岩矿柱损失率高、传统人工矿柱无法有效接顶等难题,利用自主研制的膨胀材料水化反应后体积增大特性,研发一种新型预应力膨胀支柱;基于室内和现场工业试验,测定其膨胀力学性能和承载机制.试验结果表明,桶式膨胀装置(即膨胀支护动力源)在约束条件下,随着膨胀材料装填量的增加,其主动支撑力增加,且增幅逐渐加大;在全约束且...     

空区激光探测系统在我国的研究与应用

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。     

煤柱宽度对综放回采巷道围岩破坏场影响分析

为了研究综放回采巷道围岩破坏场随护巷煤柱宽度变化的特征,采用计算机数值模拟（FLAC3D）对不同煤柱宽度综放回采巷道围岩破坏进行了研究。结果表明：不同宽度煤柱的巷道围岩在回采期间破坏有很大差异,极窄小煤柱完全破坏,中等煤柱压应力较高,较大宽度煤柱内存在弹性区,但造成的煤炭损失大：巷帮实煤体的破坏主要以剪切破坏为主,而煤柱的破坏则主要是剪切、拉伸复合破坏。合理的护巷煤柱宽度应大于保证煤柱不被压垮、不发生裂隙向采空区漏风、诱发自燃的最小煤柱尺寸,同时最大煤柱宽度应避免煤柱承受较高应力而失去稳定性。     

双层结构微波纳米振荡器件的振荡特性调控

针对由垂直磁化和面内磁化的CoPtCr合金组成的双层结构微波纳米振荡器件,本文利用微磁模拟软件OOMMF研究了其在电流驱动下的振荡特性,并提出了不同的纳米柱阵列结构以提高振荡器整体的功率输出。结果表明,纳米柱截面尺寸保持不变,当面内磁化区域的厚度超过20 nm时,其对双层纳米柱产生的振荡频率不再影响,振荡振幅则随厚度的增加而继续增大。本文提出了平行四边形结构排列的双层纳米柱阵列,各纳米柱之间锁相情况较好,在电流密度为3.89×10~(11) A/m~2的驱动下,纳米柱阵列整体产生的振荡振幅为单个纳米柱产生振幅的3.6倍左右。