交错巷道巷间围岩承载结构稳定性分析

针对普遍存在的矿井交错巷道围岩体稳定性及支护问题,运用极限平衡分析和弹塑性力学建立交错巷道巷间围岩稳定性分析判别方程,探讨了交错巷道巷间围岩稳定性主要影响因素,并进行了工业性试验。结果表明:交错巷道巷间围岩体受围岩水平应力集中叠加影响,围岩破坏自巷间围岩体上下表面向中部延伸,加之巷间围岩体尺寸有限,一旦破坏贯通将致使巷间围岩承载存在失稳隐患;交错巷道巷间距越小,越近乎平行布置都会加剧巷间围岩破坏且诱发巷间围岩破坏贯通,合理设计断面尺寸及下方巷道合理支护强度可有效控制并维持围岩稳定;现场采用交错巷道联合支护方案后,交错位置上巷道断面完整无较明显变形且下巷道围岩最大变形量小于100 mm,支护效果显著。     

劈裂损伤岩石胶结强化的蠕变特性与失稳模式

通过RLW-2000型三轴流变仪,对2组13个损伤试样进行胶结重增量加载蠕变试验,研究了损伤岩石胶结试样在不同蠕变应力水平下瞬时应变与蠕变应变特性,分析了不同胶结状态及胶结厚度对试样蠕变破坏强度影响,确定了胶结厚度与试样瞬时应变、蠕变应变关系,探讨了胶结试样蠕变破坏形态,确定了胶结试样蠕变破坏基本模式。结果表明:随着蠕变应力水平提高,2组试样瞬时应变均表现为减小趋势,大理岩和粗砂岩试样蠕变应变分别表现增加与减小趋势;紧缝胶结试样蠕变破坏强度大于无胶结试样,但随着胶结厚度增加,胶结试样蠕变破坏强度呈现减小趋势;在相同蠕变应力水平下,随着胶结厚度增加,胶结试样蠕变应变呈缓慢增加趋势,但蠕变应变增加幅度小于瞬时应变;紧缝胶结试样破坏主控面单一,主控面角度近似垂直,且破裂块体较大,而厚度胶结试样破坏主控面复杂,且试样上下部滑移错动失稳明显;胶结试样蠕变破坏模式分为分离破坏模式、贯穿劈裂模式与贯穿滑移模式。     

高应力水平区混凝土试件蠕变特性及失稳机制

高应力水平区混凝土试件蠕变特性复杂,在实验室通过RLW-2000型三轴伺服流变仪,对2组20个相同规格混凝土试件进行了2种加载速率条件下的单轴抗压强度和单轴压缩蠕变试验,研究了混凝土试件蠕变应变速率与应力水平的关系,分析了混凝土试件高应力水平区的蠕变特性及强度特征,确定了混凝土试件蠕变破坏形态及失稳机制,建立了混凝土试件高应力水平区蠕变模型,对比了蠕变试验曲线与理论曲线的关系。结果表明:在高应力水平区经历的应力水平级数越少,试件蠕变破坏的蠕变应变速率越大,随着蠕变破坏应力水平增加,蠕变应变速率整体呈减小趋势;高应力水平区混凝土试件蠕变破坏总应变大于瞬时破坏总应变,蠕变破坏强度是瞬时强度的79.97%~88.85%;高应力水平区混凝土试件蠕变破坏主要表现为压缩劈裂破坏,试件局部出现"X"形压剪破坏,试件主控面特征明显,且主控破裂面劈裂角度在80°~90°;混凝土蠕变破坏失稳过程分为未破坏高应力水平下蠕变应变的持续增加与破坏高应力水平下蠕变应变的加速灾变,Burgers-Kelvin模型更符合高应力水平区混凝土试件的蠕变特性。     

大倾角软岩回采巷道围岩失稳特征及支护分析

通过对大倾角煤层软岩回采巷道失稳特征的理论分析,建立了大倾角煤层软岩回采巷道围岩失稳状态方程,结合耦合支护思路分析,提出了大倾角煤层软岩回采巷道耦合支护方案,并运用数值计算、相似模拟实验及现场支护试验监测对回采巷道耦合支护方案进行综合分析。结果表明:回采巷道顶板失稳呈弧形非对称破断,两帮失稳主要表现为三角形破断体剪切滑移,破坏严重处位于帮角上部,顶板偏中上部破断是围岩失稳诱发点,围岩稳定性与煤层倾角、剪切面长度及煤岩体物理力学参数有关。巷道支护后,沿煤层倾向围岩塑性破坏区较小,顶板离层量保持在合理范围内,提高两帮支护强度利于巷道围岩稳定。     

非软顶底板煤巷锚杆支护及围岩松动规律

分析巷道围岩松动规律是优化锚杆支护的基础.通过对非软顶底板煤巷围岩松动特征与锚杆支护关系的分析,理论计算了非软顶底板煤巷围岩的松动范围,提出了非软顶底板煤巷锚网索耦合支护方案,运用数值计算分析了非软顶底板煤巷锚杆支护前后围岩松动规律,并对试验巷道围岩松动范围进行了钻孔窥视和超声波探测.结果表明:非软顶底板煤巷围岩松动范围在顶板两角及两帮中部,两帮呈半圆形破坏,顶板呈马鞍形破坏.锚杆支护后,围岩松动范围减小,围岩应力由顶板两角沿两帮向底板两角深部转移,顶底角锚杆(索)耦合支护利于巷道围岩的稳定.     

大倾角软岩顶板回采巷道支护系统耗散结构平衡分析

大倾角软岩顶板回采巷道支护系统是一个复杂的非线性系统。其回采巷道支护系统会受到各种因素(采掘扰动、地质构造等)的影响而具有高度的不确定性。通过对大倾角软岩顶板回采巷道支护系统熵产生与熵流进行分析,可有效阻止支护系统远离平衡状态,提高支护系统的稳定性。     

建筑物风荷载体型系数的数值模拟

基于数值风洞方法具有成本低、速度快、结果采集更为全面等显著优点,运用 FLUENT 软件,对封闭式双坡屋面房屋的风荷载体型系数进行了数值模拟,并与现行<建筑结构荷载规范>进行对比,为合理使用建筑数值风洞方法提供参考.     

深部开采综采工作面矿压显现规律研究

以内蒙古新街矿区红庆河煤矿为地质原型,通过相似模拟实验观测和数据分析,揭示深部开采扰动影响的 "三带"特征及分布规律、工作面矿压显现规律及支架的工作阻力,为研究深埋煤层开采的矿压规律提供了一定科学依据.     

不同加载速率红砂岩峰后蠕变特性试验研究

低强度岩石峰后蠕变特性复杂，在实验室通过RLW-2000型三轴流变仪，对2种加载速率9个红砂岩样进行峰后增量加载单轴蠕变试验，分析岩样峰后不同应力水平与不同加载速率下瞬时应变与蠕变应变特征，确定瞬时强度与峰后蠕变破坏强度关系，探讨不同阶段红砂岩样破坏失稳基本形态。结果表明：在相同应力加载条件下，加载速率越大，瞬时应变变化越小，衰减蠕变应变增量越大，等速蠕变应变增量越小；随着蠕变应力水平的提高，红砂岩样瞬时应变表现为快速减小-缓慢减小-缓慢增加-快速增加的整体减小趋势，而红砂岩样峰后蠕变应变则表现为平缓-增加-急速增加的非线性增加趋势，且非衰减蠕变具有明显蠕变3阶段特征；峰后岩样蠕变破坏强度较为接近，离散性小，岩样峰后蠕变破坏强度平均达到了瞬时强度的89.73%；瞬时压缩破坏岩样呈现压剪破坏，岩样破坏块度大，峰后蠕变破坏主控破裂面形态复杂，加载速率越小，峰后蠕变岩样局部弱化特征越明显，但破坏失稳以主破裂面压剪失稳为主。     

大倾角软顶软煤回采巷道支护技术

为解决大倾角软顶软煤回采巷道的变形与失稳问题,以李子垭矿南二井3102工作面回采巷道支护为研究对象,分析了松软破碎顶板软煤层易冒落加剧了巷道支护难度,原钻爆法破岩和支护施工工艺不合理,由此依据煤层地质条件和巷道变形破坏特点,确定"锚杆锚索+大托盘+金属网+W型钢带+喷浆"联合支护和"管棚+注浆"超前支护方案,并采用FLAC3D有限差分软件对支护方案有效性进行计算,分析显示巷道位移为22～140mm、垂向应力125～198MPa,巷道围岩应力集中得到有效控制。