孤岛工作面回风巷围岩控制与支护技术

以鹤壁四矿2604孤岛工作面回风巷为研究对象,采用FLAC3D模拟了巷道围岩的垂直应力,得出了巷道垂直应力与围岩深度的关系曲线。围岩垂直应力峰值点位置相差较大,顶板和采空侧围岩深部垂直应力趋于一定值,煤柱边缘垂直应力较小。针对围岩破碎,顶煤厚度大,提出了高强高预紧力锚杆与斜拉锚索梁结构联合控制技术,使浅部围岩与深部围岩形成统一的承载结构,矿压观测结果:顶底板相对移近量为215mm,两帮相对移近量为157mm,顶板离层量为35mm,为类似条件下的巷道支护提供借鉴。     

混杂纤维人造花岗岩超精密摆线轮成形磨床床身的动静态特性研究

利用正交试验法，设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件，并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型，在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁（HT250）摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明：(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度；(2) 混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小，等效应力低，床身前5阶固有频率最高。     

基于ANSYS Workbench的人造花岗岩复合材料磨床床身瞬态热应力分析

为了探究人造花岗岩复合材料的瞬态热应力和热变形,利用三维设计软件和有限元软件协同仿真的方法,建立人造花岗岩复合材料磨床床身模型,对床身施加边界载荷来模拟床身的实际运行环境,从而获得床身的瞬态温度场。在此基础上,对床身施加外部约束载荷,进而获取床身的瞬态热变形、热应力。根据床身热变形及温度场分布情况,提出了降低床身热变形的方法。     

大断面厚顶煤巷道围岩控制与支护参数优化

以山西大同同忻矿8104综放工作面回风巷(断面尺寸5.2 m×3.5 m)为工程研究背景,阐述了厚顶煤大断面巷道的围岩控制难题:顶煤裂隙发育、变形强烈、破坏范围大、易发生离层和冒顶等事故.结合现场地质生产条件,采用桁架锚索加强支护,并分析此支护系统的优越性:提供水平和竖直方向预紧力、变形闭锁、协同承载控制区域、锚固点稳.采用FLAC3D数值模拟计算了桁架锚索倾斜角度从10~40°变化过程中围岩变形规律:随着桁架锚索倾斜角度的增大,巷道围岩变形量先减小后增大,锚索倾斜20°时,巷道围岩变形量最小.表明回风巷受到采动影响后,顶底板最大移近量为395 mm,两帮最大移近量为263 mm.     

钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩复合材料的制备与性能

为深入研究钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩复合材料（钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩）抗压、抗弯强度的影响因素,通过排水法实验研究了骨料堆积的空隙率,确定了骨料级配和实验指数q并对大量试件进行了抗压、抗弯强度测试,分析了钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料各组分质量分数、骨料堆积空隙率等因素对钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料抗压、抗弯强度的影响。实验结果表明:钢纤维与聚丙烯纤维能够明显增大钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料的抗弯强度,随着钢-聚丙烯纤维质量分数的增加,钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料试件的抗压和抗弯强度都逐渐增大;当钢纤维与聚丙烯纤维质量比为30∶1、钢-聚丙烯纤维质量分数为1.7wt%时,钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料试件的抗压强度达到最大,当钢-聚丙烯纤维质量分数为1.9wt%时,钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩试件的抗弯强度达到最大;黏结剂质量分数越接近骨料堆积空隙率,钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料试件的抗压和抗弯强度越大,当骨料质量分数为80wt%、黏结剂质量分数为11wt%时,钢-聚丙烯纤维/人造花岗岩复合材料试件的抗压、抗弯强度同时达到最大。      

巨高巷道帮不稳定三角块滑移及控制

 为解决超高巷道围岩控制难题,选取五家沟煤矿5201主运巷超高段(断面尺寸：5.25 m×8 m)为研究对象,采用UDEC和平衡拱理论分析帮不稳定三角块的响应特征。结果表明：(1) 帮受力状态如单侧无侧限单轴压缩,其破坏形式以侧壁夹角为45°－?/2方向上的三角块剪切滑移为主;(2) 帮深部垂直应力与水平应力差逐渐升高,构成帮不稳定三角块滑移的主要力源;(3) 帮沉降和水平位移曲线存在明显拐点,且拐点随巷高增加逐渐向深部转移;(4) 不稳定三角块最大宽度和顶压随巷高增加而增加,稳定性逐渐降低。认为：(1) 高性能、高预紧力锚杆可更好提高围岩力学性质,减小三角块顶压,保持帮不稳定三角块的完整性,帮中下部锚杆穿过主剪切滑移面可抵抗帮不稳定三角块的剪切滑移;(2) 斜拉锚索梁结构可发挥锚索抗拉强度大的优势,锚固在冒落拱迹线外的肩角和底角稳定区内,增大帮不稳定三角块滑移面的摩擦力。基于此提出高强高预紧力锚带网和帮斜拉锚索梁联合控制技术,掘出后顶底板相对最大移近速度4.1 mm/d,两帮相对最大移近速度4 mm/d,顶底板相对移近量104 mm,两帮相对移近量150 mm,顶板累计离层3.5 mm,支护完成后10 d实现自稳,帮不稳定三角块完整性好且无明显滑移迹象。