周期来压前受超前隆起分布荷载作用的坚硬顶板弯矩和挠度的解析解

将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,鉴于坚硬顶板的损伤、破裂从工作面中轴线的超前部位开始,在工作面煤壁中央取单位宽度的岩层结构研究,建立受均布荷载、超前隆起分布荷载和支护阻力共同作用的坚硬顶板超静定挠度微分方程组.在满足所有自然边界条件和连续条件的基础上,导得周期来压前煤壁前方和采空区坚硬顶板的挠度、弯矩表达式.据所得表达式,用Matlab的算例和绘图,对项板荷载、支护阻力、地层刚度、单位宽顶板抗弯刚度及悬顶步距变化时坚硬顶板的挠度、弯矩进行分析,所得到的4段式弯矩、挠度曲线在考察区间内光滑连接,弯矩峰值位置在煤壁前方,顶板下沉量计算值在现场经验范围内.所得坚硬顶板弯矩、挠度的关系式为理想模型的解析解,其应用是从解析解算例中受到启发,获得参数变动时顶板弯矩、挠度变化的规律性认识,对实际采场顶板状况的变化作出由合理的定性判断,并可为坚硬顶板损伤断裂,为因断裂引发顶板应变能释放及冲击矿压能量来源的研究提供基础.     

煤矿采场顶板来压自动预报的关键技术及其实现

复杂地下工程监测信息的自动分析技术是实现地下工程安全高效地施工和运营的保障。本文介绍采用模式识别、模糊数学和有向图原理，基于采场顶板运动与支承压力显现的关系而研制的包含图形元素、步距逼近等新方法的煤场采场顶板来压自动预报专家系统，以及实现该系统的关键技术。该系统已在４个矿得到应用。     

祁东矿坚硬顶板破断规律研究

祁东矿坚硬顶板大面积悬顶,为生产安全带来了巨大的隐患。通过对祁东矿3245(上)工作面顶板岩石取芯试验取得岩石力学参数,再利用取得的岩石力学参数对矿3245(上)工作面顶板的初次来压步距和周期来压步距理论计算和数值模拟分析。分析所取得的成果为后续的顶板控制提供重要的依据。同时该研究方法也为其他同类工程的处理提供参考。     

综放采场周期来压阶段顶板结构稳定性与顶煤放出率的关系

综放采场周期来压阶段,顶煤从垮落到放完是一个动态过程,采空区的充填程度影响着大厚度坚硬顶板的稳定性,因此,建立与顶煤放出率相关的顶板结构的稳定性判断准则是一个重要的理论课题。根据结构稳定理论和强度理论,分析了保持顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定的顶板容许下沉量,通过与顶板回转下沉运动几何状态所决定的顶板下沉量的对比,得到了顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定相统一的力学条件,从而建立与顶煤放出率相关的综放采场顶板动态稳定性判断准则;结合采场实例,给出了与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断曲线和方法,为现场针对不同顶板设计合理的顶煤放出率、实现顶板的安全控制提供理论依据。     

综放采场初压阶段顶板稳定性与顶煤放出率关系探讨

初次来压是综放采场矿压控制的重点之一,而顶煤从垮落到放完是一个动态过程,因此建立与顶煤放出率相关的顶板结构的稳定性判断准则是一个重要的理论课题。本文建立了综放采场顶板结构整体变形失稳和局部铰接失稳的力学模型;根据结构稳定理论和强度理论,得到了保持顶板结构整体变形稳定的顶板容许下沉量和保持岩块局部铰接稳定的顶板容许下沉量,通过与顶板回转下沉运动几何状态所决定的顶板下沉量的对比,分析了顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定相统一的力学条件,从而建立与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断准则;结合具体采场实例,给出了与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断曲线和方法,为现场针对不同顶板设计合理的顶煤放出率,从而实现顶板的安全控制提供理论依据。     

周期性来压坚硬顶板裂纹萌生初始阶段的弯矩、剪力、挠度和应变能变化分析

 坚硬顶板断裂的理论解是矿山岩体力学中未获得较好解决的课题。为研究裂纹发生对坚硬顶板内力、挠度和应变能的影响,沿采场中轴线取单位宽度的岩层结构,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,假定在裂纹萌生初始阶段顶板上方荷载不变,以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件,对周期来压模型裂纹萌生初始阶段的坚硬顶板进行分析,得到满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹萌生初始阶段弯矩、剪力和挠度表达式。根据表达式,采用Matlab软件的数值计算、绘图和放大功能给出算例。算例表明：(1) 裂纹萌生截面在煤壁前方,其位置在见报道的顶板超前断裂位置范围内。裂纹截面后方及采空区的顶板下沉量随裂纹生长而明显地增大。在裂纹截面前方顶板挠度则发生“反弹”,与现场检测到的顶板“反弹”特性一致;(2) 煤壁后方顶板弯矩、剪力不变。煤壁前方因裂纹萌生顶板的弯矩、应变能全面减小。在裂纹前方剪力全面减小,在裂纹面附近剪力发生波动;(3) 煤壁到前方15 m是裂纹发生坚硬顶板应变能释放的集中区。煤壁前方坚硬顶板内力和弹性应变能减小,使岩层系统往安全方向发展。所得研究结果对于采场顶板状况判断有一定的指导作用和参考价值。     

初次来压前受超前增压荷载作用的坚硬顶板弯矩、挠度和剪力的解析解

 坚硬顶板弯矩、挠度的理论解是矿山岩体力学中未曾获得较好解决的课题。初次来压坚硬顶板问题的超静定次数,比周期来压坚硬顶板问题的超静定次数要高1次。将煤层、直接顶按弹性地基处理,对初次来压前受均布荷载、荷载峰超前的增压荷载和支护阻力共同作用的,工作面中部煤壁前方和采空区单位宽坚硬顶板的挠度进行求解,采用潘 岳等求解周期来压前坚硬顶板弯矩、挠度解中的部分结果,求得满足全部连续条件和自然边界条件的坚硬顶板的4段式挠度表达式中的所有系数。据所得表达式,采用Matlab软件计算和绘图得到的初次来压前坚硬顶板挠度、弯矩曲线在考察区间光滑连接,剪力曲线连续。对曲线进行分析可知：(1) 荷载增减对顶板弯矩、挠度作用明显;(2) 支护阻力可有效减小煤壁前方顶板和悬空顶板的弯矩、挠度及采空区顶板的剪力值;(3) 单位宽顶板的特征长度由弹性地基系数、顶板抗弯刚度组成。在相同荷载下,只要特征长度相同,顶板弯矩分布完全相同,特征长度大者顶板弯矩大;(4) 弹性地基系数小者,煤壁前方顶板挠度(下沉量)大。抗弯刚度小者,采空区顶板挠度(下沉量)大;(5) 顶板弯矩峰位置在煤壁前方。顶板荷载大,支护阻力小,弹性地基系数大者,其弯矩峰与煤壁的距离近。在控顶区两端顶板剪力取最大值。所得硬顶板的关系式为理想坚硬顶板模型的解析解,其应用是从解析解算例中受到启发,获得参数变动时坚硬顶板弯矩、挠度和剪力变化的规律性认识,对采场顶板状况变化作出合理的定性判断,亦可为坚硬顶板断裂过程和断裂引发顶板应变能释放、冲击矿压能量来源及初次来压步距的量化分析提供基础。     

坚硬顶板大采高ZZ13000/28/60型液压支架研制矿压研究与观测

13000/28/60型液压支架,研究、设计、制造及科研的路线和途径是正确的,采用四柱支撑掩护式架型是合理的,主要技术参数选用也是合适的,结合顶板控制措施是有效的,确保了工作面的高效安全生产,支架运行状态良好,因此,ZZ13000/28/60型液压支架研制是成功的。     

徐州东部软岩矿区冲击矿压机理分析

从软煤层的冲击倾向性等方面分析了软岩矿区发生冲击矿压事故的机理,并结合生产实践总结出了软岩矿区冲击矿压事故的三大特征,提出了相应的防治措施     

轮压荷载作用下钢轨-吊车梁腹板系统的若干问题研究

利用ANSYS对吊车梁-钢轨系统在轮压作用下的三个问题进行研究并给出相应结论:1)对钢轨间断的情况下腹板边缘的局部承压应力进行分析,提出相当于轨道连续时承压应力的放大系数;2)研究钢轨对腹板弹性屈曲的作用,结果发现,钢轨的作用仅限于扩散应力;在腹板上沿应力分布给定的情况下,上边缘钢轨的抗弯刚度对腹板的稳定性没有影响;3)对消除弯矩影响的腹板在承压应力作用下的屈曲进行分析,提出屈曲系数近似公式。     

采场冒顶的声发射预测预报

应用声发射技术结合现代工程数学手段，如灰色理论、Ｍａｒｋｏｖ链及突变理论，建立了采场冒顶的预测预报模型，并对金川二矿区的一次冒顶进行了预报，取得了满意结果     

灰色建模理论在峨口铁矿地应力分布 规律研究中的应用

介绍了峨口铁矿地应力测量的结果，根据地应力实测数据，使用灰色建模理论建立了矿区地应力分布规律的模型。分析表明，在峨口铁矿使用水压致裂法和应力解除法两种不同方法所获得的测量结果服从相同的分布规律，具有良好的一致性     

放顶煤开采工作面上覆煤岩体的结构

依据矿压实测分析和对众多放顶煤开采工作面矿压显现深入的理论研究，提出了放顶煤开采工作面上覆煤岩体的结构型式，并据此对放顶煤开采工作面的矿压显现进行了比较合理的解释     

鸡笼山金矿南缘采场开挖、充填方案比选的有限元分析

通过有限元数值计算，研究鸡笼山金矿南缘采场用充填法采矿时，不同的施工方法对采场稳定性的影响，从中找出最佳的施工方案。计算中考虑的因素有：单个采场较好的开挖、充填顺序；较为理想的充填料的弹性模量；较为有利的矿房及矿柱的宽度；多个采场共存时的施工顺序的优化     

岩土工程计算机实时监测系统的应用研究

论述现代化岩土工程监测系统的技术特征及基本功能，给出系统原理框图及层次结构。以谐振弦式传感器为基础，研究其理论设计依据及现代测试技术。分析了两大类传输体制，设计了相应的系统硬件及软件，并给出系统在顶板来压监测预报、煤体支承压力分布研究、地音监测及冲击地压预报、综采支架工况监测等岩土工程领域中的应用实例     

岩石声发射规律数值模拟初探3

 提出了岩石声发射规律数值模拟的基本设想和框架, 并以有限单元法为例就具体实施 的几个关键问题作了简述, 包括单元的划分、单元参数的赋值、声发射率的计算。本文给出了 一个计算实例, 所得结果包括岩石声发射的时间序列和空间序列分布。