大淋水泥化弱胶结软岩巷道分阶段闭合支护技术

大淋水条件下泥化弱胶结软岩巷道的变形及失稳机理比较复杂,淋水会造成岩体软化、泥化,使围岩承载力下降、支护体失效,最终导致巷道产生非线性大变形.通过现场围岩变形观测与FLAC 3D软件数值分析,充分了解了新上海一号煤矿软岩巷道的变形破坏特征.在大量软岩巷道支护实践经验的基础上,提出了以防治水为前提,一次支护卸压、二次支护定型、关键部位强化为原则,顶板注浆、底板钢筋混凝土反底、底角格栅、全断面喷浆为手段的综合性分阶段巷道围岩闭合支护方案.在113采区回风巷进行了70m现场应用试验,结果表明该方案有效控制了软岩巷道的围岩变形.     

立井破碎基岩段围岩强度及支护等级划分标准

立井过破碎基岩段施工过程中常常发生围岩的突然垮塌,造成人员伤亡事故.通过分析现有技术存在的问题,有必要提出一套操作性好、可定量的围岩强度及支护等级划分标准.综合考虑岩体基本质量指标、RQD值、岩石软化系数等因素,有针对性的对立井破碎基岩段进行了围岩强度等级再划分;通过不同围岩强度等级、不同开挖直径和不同深度的井筒破碎段围岩稳定性数值模拟,并提取其位移关键值,利用围岩失稳的位移判据,提出了一套针对立井破碎基岩段围岩支护等级划分标准;结合现有立井施工支护技术,形成以不同支护等级为依据的立井破碎基岩段围岩稳定控制技术.通过阳煤集团景福煤矿副立井过破碎基岩段的实际应用,验证了该技术的科学性、合理性、有效性.     

泥化弱胶结软岩巷道底板变形破坏机理分析

煤矿软岩巷道极易发生变形破坏,底臌量大是其重要的特征.以新上海一号煤矿副井绕道巷道为工程背景,研究了泥化弱胶结软岩巷道底板的变形破坏机理.从现场选取岩样进行室内实验,研究发现围岩具有强度低、胶结程度差、遇水泥化软化、吸水膨胀等特殊的物理力学性质;结合现场监测数据和数值模拟结果,巷道底板变形速度快、持续时间长、总变形量大且不收敛,是以流变和膨胀为主的非线性大变形;底板破坏与变形增加的趋势一致,塑性区发展速度前期快,后期慢,但范围不断扩大;通过机理分析,巷道底板的变形破坏是在水和构造应力耦合作用下的恶性循环的结果,底臌为流动膨胀复合型,治理的关键是治水和加强支护.以上述理论为指导,对巷道支护方案进行了优化,监测数据显示底板变形破坏得到了有效控制.     

单轴压缩荷载下红砂岩不同张开度三维通透裂隙扩展机理研究

采用自制的模具在圆柱体红砂岩标准试件上分别加工了不同张开度的通透裂隙,通过单轴压缩试验和数值模拟的方法,系统分析了不同张开度条件下岩石裂隙的扩展机理。试验结果显示,含裂隙试件的峰值强度、起裂强度以及弹性模量等力学参数随裂隙张开度的增大均呈线性减小的趋势,其中峰值强度的变化幅度较小,而起裂强度与弹性模量受裂隙张开度变化的影响较明显;不同张开度裂隙的初始起裂均在裂尖位置以翼裂纹的形式展开,扩展至峰值状态前后,受张开度的影响出现了明显差异。数值模拟结果显示,加载过程中裂隙尖端拉应力集中区域随裂隙张开度的增大逐渐增大,但始终未到达试件边界,而剪应力集中的范围比较稳定基本不随裂隙张开度的变化而改变。     

基于正交实验的输送带滚筒安装参数 优化设计

针对传统滚筒安装参数的选择缺乏理论支持的问题,对输送带滚筒安装参数进行了优化设计.考虑输送带实际安装情况,创建了滚筒和输送带的有限元模型,分析了输送带等效应力.以输送带最大等效应力最小为目标,以滚筒的安装参数变化范围为约束条件,建立了输送带滚筒安装参数优化模型.采用正交试验方法分析了4个安装参数对等效应力的影响,研究了不同滚筒安装参数对输送带等效应力影响程度,获得了输送带滚筒安装参数的优选方案,为输送带设计提供了数据参考.