模糊综合评判在西南矿区沿空留巷适应性评价中的应用

沿空留巷技术在实际应用中表现出很大的优越性,为了使该技术在中小型煤矿中得到推广,综合运用层次分析法、模糊综合评判法建立了沿空留巷适应性评价模型。根据专家现场经验和试验研究结果,确定了影响适应性等级的6个主要地质因素,分别为煤层倾角、煤层厚度、巷道埋深、直接顶厚度影响系数、直接顶岩性和顶板完整性。采用层次分析法,通过构造判断矩阵,确定各个因素的权重。以西南某煤矿回采巷道为例,确定其留巷适应性等级为Ⅴ级,与实际留巷条件基本一致,表明该模型是合理可行的,能够实现对沿空留巷适应性等级进行评价。     

坚硬顶板切顶成巷结构演化与稳定控制机理

为深入了解坚硬顶板切顶成巷结构演化过程及稳定控制机理,采用物理试验、连续-非连续介质模拟试验、力学分析开展研究.结果表明:切割顶板在采空区侧形成长悬臂梁结构,切割端首先旋转下沉,未切割端首先破断,当切割端顶板触底后,切割顶板沿中部断裂;切顶扰动对采空区顶板结构的影响主要集中在切割顶板岩层,对上覆岩层结构影响较小;切割顶板在巷道上方形成短悬臂梁结构,进一步变形后在煤体深部产生垂直张拉裂缝,然后向采空区旋转变形,并与采空区垮落切割顶板接触,形成平衡结构;切顶高度及切顶角参数对平衡结构的力学作用有较大影响,当切顶角增加到一定值时,平衡结构关键点之间的作用力比较接近,可满足不同部位的顶板岩体协调变形.     

近距离煤层群切顶留巷覆岩应力及变形响应研究

为了深入了解近距离煤层群切顶留巷上覆岩层应力及变形演化规律,以白皎煤矿B4煤层、B3煤层、B2煤层切顶成巷巷道2442、2443及2444运输平巷为研究对象,开展了3层煤回采巷道开挖物理试验研究,结果表明:①上煤层巷道切顶后,顶板卸压;煤层开挖后,采空区顶板垮落并支撑巷道顶板,顶板增压;煤层继续开挖,覆岩断裂,顶板卸压...     

强突出中厚煤层掘进片帮与处理技术研究

渝阳煤矿M8煤属煤与瓦斯强突出煤层,顶板为硬岩,底板为软岩,在综掘过程中,片帮现象十分突出,且片帮量大。为了解决这一问题,对强突出中厚煤层片帮机理进行了探讨,把片帮分为四个区,前一个区对后一个区影响较大。同时提出了系统的治理方法,即从支护理念、支护方式、巷道临时支护及根据煤层软硬程度的变化提出了不同的作业方式等方面进行了系统的研究。结果表明：采用系统的研究方法对解决强突出中厚煤层的片帮有显著作用。     

端部约束作用下巷旁支护体承载与破坏规律研究

为了预测不同端部条件及不同煤层倾角下巷旁支护体的变形和破坏规律,利用FLAC3D构建巷旁支护体模型,通过试算法,获得模型内聚力和内摩擦角随塑性剪切应变的折减函数关系,使数值模型与充填材料在物理压缩试验中获得的应力-应变关系和破坏规律一致。基于该种赋值条件,对巷旁支护体在不同端部条件下的变形破坏规律进行研究,获得以下结论:无端部约束下,峰前支护体内的应力分布近似均匀,可自由侧向变形,且倾角对支护体进入塑性时的峰值载荷大小没有明显影响;存在端部效应时,支护体的峰值承载能力有所提高,并将在侧向产生非均匀变形。在端部约束条件下,随着倾角的变化,支护体的破坏形式不同:当倾角为0°~10°时,呈现多重剪切破坏;10°~25°时,呈现双裂隙的剪切破坏;25°时,边界单元呈现摩擦剪切破坏。此外,在倾角作用下,存在端部约束时,在支护体的锐角处应力集中程度最高,在进行支护设计时应补强支护。     

沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件分析

为了研究目前我国沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件,笔者对150个沿空留巷巷道典型案例进行了分析,结果表明:目前主要应用的巷旁控制技术有高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填、块体类充填、矸石类充填、冒落矸石自然充填、切顶成旁支护技术等,其中高水材料充填、混凝土材料充填使用率最高;各巷旁控制技术的应用范围在煤层埋深、倾角、煤厚等3个地质条件上差别较大,在直接顶岩性和直接顶厚度上的差别较小。另外发现,高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填适用于深部及厚煤层条件,冒落矸石自然充填适用于大倾角、急倾斜条件。     

中厚煤层“两软一硬”回采巷道支护优化

针对渝阳煤矿N2810工作面回采巷道工字钢架棚支护方式效果差的问题,根据其"两软一硬"(底板及煤层松软)的特定地质条件对支护方案进行优化设计,最终确定支护方案为锚网带索梁耦合支护。矿压监测结果表明:试验段内顶底板相对移近量较架棚段减少了358 mm;两帮相对移近量较架棚段减少了118 mm;试验段内浅基点的最大离层量较架棚段减少了26 mm,深基点的最大离层量较架棚段减少了14 mm。试验效果充分说明了锚网带索梁耦合支护方案应用于中厚煤层"两软一硬"特定地质条件的可行性和优越性。     

基于巴西劈裂实验的层状页岩断裂特征试验研究

为揭示层状页岩巴西圆盘试件破坏强度与裂纹特征关系的机理,对圆盘试件进行劈裂试验。利用高速照相机和声发射监测装置分析了试件的破断特征及声发射特征,探讨了试件的破断机理以及破断强度的影响因素。研究表明:1)圆盘试件的裂纹起裂点通常位于试件的中部或加载端处,当层理角度较小时,试件裂纹垂直于或斜交于层理面扩展,随层理角度逐渐增大,裂纹逐渐沿层理方向扩展;2)层理方向会影响试件应力场的分布,当层理角度为0°和90°时,试件中部会产生较大的水平拉应力,试件容易产生拉伸破坏,当层理角度为45°时,试件中部会产生较大的剪应力,试件容易产生剪切破坏;3)由于裂纹表面能密度的差异性,试件的破坏强度分别与总裂纹长度和相对层理裂纹长度成正相关和负相关关系;4)试件的声发射特征与其破断模式密切相关,当试件产生张拉破断时,声发射计数表现为单峰陡增特征,当试件产生剪切+张拉复合破断时,声发射计数表现为多段增长特征。     

辉绿岩瞬态卸压下强度及变形特性数值模拟

为探讨深部高应力脆性岩体爆破开挖瞬态卸压过程的强度、变形等力学特性,利用三维离散元程序的Mohr-Coulomb应变软化关系建立辉绿岩真三轴应力数值模型。在计算5组应力状态(σ2,σ3)岩样的三轴强度基础上,开展了恒定σ2卸压时间分别为2.5ms(卸压模式1)和250ms(卸压模式2)的峰前卸侧压σ3的数值模拟实验。模拟研究结果表明:1)岩样卸压极限强度较三轴抗压强度低,且等于峰前卸侧压值,说明卸压破坏应力小于加载破坏应力;2)卸压模式1实验应力跌落与应变突跳立刻发生,无滞后性;3)相同应力状态下,卸压模式1实验的应变改变量Δε3普遍较大;4)应力和应变的改变在卸压模式1实验过程中几乎不受卸压速率的影响。     

光伏太阳能电池板组件火灾危险性研究

以太阳能电池板应用日趋广泛且其火灾时有发生为背景,通过实验分析太阳能电池板火灾发生的原因及其特点。实验以锥形量热仪为平台,分电池板正面朝上(模拟电池板自燃)、反面朝上(模拟电弧故障火灾)两种工况,每种工况进行辐射强度分别为30kW/m2、35kW/m2、40kW/m2的三组实验,多片11.2cm×11.2cm多晶硅太阳能电池板在热辐射下被电火花引燃并持续燃烧状态直至熄灭。通过对实验的数据分析可以得出太阳能电池板的基本燃烧规律。