隧道通风过程中空气湿热状态变化研究

隧道及巷道等地下工程在施工及运营阶段需要以自然或机械通风设施等方式进行通风,以保持充足的新鲜空气量,并维持其内人员的舒适感。当前大多研究集中在隧道通风过程中的空气质量以及烟雾透过率,而较少关注通风过程中空气的湿热状态的变化。以热力学及流体力学的基本理论为基础,研究地下隧道长距离、大规模地下输送新鲜空气过程中,隧道内空气湿热状态的变化。通过论证,在经过隧道长距离输送后,空气湿热状态参数发生较大变化。这说明,空气在地下输送过程中,尽管有风机做功以及摩擦生热过程,但在恒温层的保温作用下,温度只会略有上升;而湿度则会升至饱和状态。这将对地下储库、地下采矿等地下工程的空气调节系统设计研究工作有一定指导意义。     

浅埋薄基岩工作面覆岩活动规律三维物理相似模拟研究（研究生论坛）

针对浅埋采场在开采活动中经常出现矿压显现剧烈、顶板和地表台阶下沉等问题,以神东矿区为背景,采用三维物理模拟试验研究浅埋深薄基岩工作面覆岩活动规律。模型试验尺寸为长×宽×高=1050mm×2000mm×1130mm,几何相似比为1:100,容重相似比为1:1.67,时间相似比为1:10,应力比为1:1.67。监测模型地表位移变化和顶板位移变化规律。结果表明：浅埋薄基岩煤层开采过程中,上覆岩层只出现冒落带和裂隙带,煤层直接顶随采随冒,基本顶初次来压步距为40m,周期来压步距为20m;上覆岩层及松散层出现台阶下沉现象,裂缝贯通地表,切眼和停采线附近出现溃沙现象,地表形成塌陷坑;上覆岩层运动以垂直运动为主,随着工作面向前推进,顶板位移增加;靠近煤柱的上覆岩层出现搭桥结构,靠近煤柱的上覆岩层位移变化量较小,而远离煤柱的测点上覆岩层位移变化量较大;地表位移变化和上覆岩层位移变化整体上具有正相关性,但地表位移变化幅度较小、具有滞后性,且受到溃沙现象的影响,切眼和停采线附近地表形成塌陷坑且地表位移变化量增大。     

不等长工作面覆岩活动及回采巷道采动影响变形规律

受断层影响,冀中能源股份有限公司邢东矿2225工作面沿推进方向斜长依次为50 m、80 m和126 m 3段。为研究不等长工作面覆岩活动规律和回采巷道采动影响变形规律,在工作面顶底板、巷道围岩中布置监测仪器,监测工作面生产过程中的顶板岩层位移、底板破坏深度以及巷道围岩表面位移。结果表明：随着工作面的推进,顶底板岩层移动和巷道变形逐渐增大;在工作面距一号测站-32~-42.8 m时测点底板岩层位移斜率达到4 mm/m,底板最大破坏深度超过45 m;当工作面推进至距三号测站40.1 m处时,顶底板相对位移为0.45 m左右,巷道两帮相对位移约0.5 m,位移相对速率达到20 mm/d。随工作面长度增加,工作面前方底板岩层扰动距离和底板岩层变形量明显增加;二号测点工作面长度为126 m,底板前方扰动距离约为40.5 m,该测点底板岩层位移已达300 mm左右;而一号测点工作面长度为50 m,前方扰动距离约为92.8 m,底板岩层位移最终只有90 mm。     

浅埋薄基岩煤层快速推进工作面矿压显现规律研究

基于神东矿区1-2#煤层的赋存条件和开采技术条件,采用FLAC3D数值模拟方法,研究浅埋薄基岩回采工作面快速推进过程中的矿压显现规律,为工作面支架阻力确定和岩层控制提供依据。结果表明,随着推进速度的增加,顶板压力呈现减小趋势;推进速度越快,工作面前方应力集中程度越高,峰值应力距工作面距离越小,应力集中影响范围呈减小趋势;推进速度不同时煤层上部的薄基岩和厚松散层破断都直接波及地表,地表下沉量明显高于相同条件下的正常采深煤层工作面;浅埋采场上覆松散层变形移动过程中难以形成承载结构,荷载估算时不能采用传统的普氏压力拱理论。