煤矿掘进工作面临时支护装置工作阻力的设计研究

通过在掘进工作面迎头顶锚杆安装测力计进行现场压力观测,运用普氏理论的计算方法确定掘进工作面临时支护装置的工作阻力,采用FLAC3D数值模拟软件,建立掘进巷道三维数值模型,对巷道进行三维动态掘进支护模拟分析,从而验证了掘进面临时支护装置工作阻力可靠,能够保证掘进工作面顶板的稳定。     

大断面巷道支护参数优化及模拟研究

为优化12_下202工作面运输巷支护参数,建立6种不同的支护参数模型,选用不同尺寸的锚杆,并运用FLAC3D数值模拟软件进一步优化分析对比,最终确定了最优支护方式及参数,采用高强预应力锚杆、锚索,巷道支护效果明显,节约了支护成本。     

基于单片机的新型锚杆测力计设计与测试

锚杆支护效果监测是防治巷道冒顶的重要步骤,锚杆受力状态是反映锚固效果好坏的重要指标。通过锚杆受力监测,可全面了解锚杆工作状况,保证巷道支护安全性与可靠性。现有具有冒顶危险报警功能的锚杆测力计较少。因此,基于单片机STC12,以电阻应变片及具有温度自补偿的全桥电路作为测量电路,设计了新型锚杆测力计,确定安全载荷区间,设置相应锚固系统阈值,对锚杆锚固力实时监测并报警,避免了顶板冒顶隐患,保证巷道安全。     

模型试验中相似锚杆材料比选研究

针对模型试验中涉及到的相似锚杆材料选择、受力监测问题,以实际工程螺纹钢锚杆为原型条件,基于相似理论,选择几何、力学、弹性模量相似为参数,以铝丝、铜丝、铁丝、锡丝为不同相似材料进行试验研究。通过分析各材料的破断荷载、弹性模量,选择相似性较好的Φ1.5mm锡丝作为锚杆相似材料;选择Φ16mm不锈钢环作为测力计,并对测力计进行试验标定,结果表明该测力计线性较好,性能稳定。研究结果可为模型试验中相似锚杆支护提供参考。     

测力锚杆在巷道支护设计中的应用

针对目前井下锚杆支护设计依然缺乏依据的问题,提出采用应变式测力锚杆来监测锚杆的受力状态。通过在阳煤一矿81303回风巷顶板和两帮安装测力锚杆,并进行长期观测,得出锚杆杆体不同位置的轴力随时间和空间的变化规律。研究结果表明:优化支护参数以后,锚杆能够及时有效地控制巷道围岩变形。测力锚杆测得数据可以作为分析锚杆工作状态及围岩稳定状态的基础数据,对巷道锚杆支护的设计和施工具有重要的意义。     

煤矿软岩巷道锚杆支护参数设计研究

通过分析煤矿常用的几种锚杆支护理论,结合某煤矿巷道具体地质条件,确定了各种锚杆支护理论机制下的锚杆支护方案,计算出了锚杆支护参数,并将各种方案应用于巷道支护。经过观测,模拟对比分析巷道帮部和顶板变形量大小,确定了适用于具体巷道的锚杆支护参数。     

锚杆托板的力学性能与支护效果分析

采用实验室试验、数值模拟及井下监测相结合的方法对托板的受力状态、应力分布、变形状况及支护作用进行研究。在实验室,制作专门的测力托板,测试了不同支撑状态下拱形托板变形、应力与载荷的关系,得出不同支撑状态下托板开始屈服的载荷。采用有限元数值模拟方法,分析了拱形托板在面接触、四边支撑、四点支撑及三点支撑状态下的应力分布特征。建立了单根锚杆锚固于围岩中,计算锚杆预应力引起的应力场的数值模型;分析了托板对锚杆预应力场分布的影响,托板应力分布特征及托板对围岩的支护作用。采用测力托板,在潞安屯留矿的回采巷道中进行了托板受力监测,初步分析了托板在锚杆安装预紧阶段、掘进影响与稳定阶段的受力特征与变化规律。     

高强度开采条件下煤炭巷道锚杆支护技术

为了研究一种高强度开采条件下煤炭巷道锚杆支护技术,以开采矿区运输巷道为研究对象,确定地质岩层基本情况;利用松动圈测定仪测定巷道岩层破坏范围,确定巷道锚杆支护结构应用范围。设计煤炭巷道锚杆支护方案,包括确定“锚杆+金属网+钢带”的结构以及参数等,并通过数值模拟方法优化支护结构设计方案。通过多点位移计现场监测煤炭巷道锚杆支护方案应用效果,对比分析方案应用前后的巷道变形情况。结果表明：支护结构应用前的巷道顶板移近量为97mm,两帮移近量为63mm和66mm;支护结构应用后的巷道顶板移近量为40mm,两帮移近量为25mm和23mm。对比得出：该煤炭巷道锚杆支护技术应用后,有效控制了煤炭巷道的变形,基本保证了其稳定性和可靠性。     

倾斜煤层沿空掘巷柔性锚杆控制技术研究

倾斜煤层沿空巷道围岩应力状态复杂,围岩控制难度增加。通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对不同倾角下巷道的围岩应力状态、破坏特征及控制技术进行研究。结果表明:随着煤层倾角的增大,巷道两侧侧向支承应力集中峰值不断增大,应力集中区逐渐扩大,且偏载效应明显;提出采用柔性锚杆高预紧长锚固的支护方式,增大巷道的有效承载圈层,确定了不同煤层倾角的2种支护方案。现场矿压观测表明,巷道顶板最大下沉量为22mm,两帮最大收敛变形量为31 mm,沿空巷道围岩结构稳定,整体变形量小,能够为相似条件下的沿空掘巷提供参考。     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

煤矿新型让压锚杆研究及应用

针对高应力软岩巷道围岩的大变形特征,设计了一种煤矿新型让压锚杆,主要运用钢套管内部约束热固性聚氨酯弹性材料来达到大变形让压的目的。试验表明,该锚杆与传统让压锚杆相比,具有让压距离大(为传统让压锚杆的3倍)、让压后承载性能稳定的显著特点。工程应用表明,该锚杆对深部高应力软岩巷道围岩稳定性能起到较好的控制作用。     

高应力区域掘进巷道围岩稳定性分析

本文运用FLAC3D数值模拟软件对高应力区域巷道受力进行分析.以1209材料斜巷为工程背景,对其受采动影响造成巷道围岩变形情况进行初步探讨.改进支护方式,即巷道顶板采用锚杆锚索、两帮采用锚杆配合槽钢锚索支护,应用表明,巷道围岩处于稳定状态,围岩变形控制效果良好.     

深部巷道支护控制技术研究

针对深部巷道围岩的变形破坏特点,分析了巷道围岩变形破坏机理和巷道稳定性特点,提出了巷道围岩的控制技术。利用ANSYS10.0软件对巷道开挖支护前后的围岩应力、位移及塑性区进行了数值模拟分析。模拟结果表明,锚杆锚索联合支护下,x方向两帮围岩应力集中得到有效控制,拉应力消失;y方向拱顶和底板的拉应力也明显减弱,拉裂破坏得到有效控制。锚杆锚索联合支护可有效控制巷道变形,支护效果良好。也为减少深部巷道支护成本、提高深部巷道支护效率提供了参考。     

大断面巷道穿断层破碎带区域支护参数优化数值模拟

目的：合理的支护参数是确保巷道围岩稳定和控制支护成本的关键。本研究以巨龙铜矿大断面排水巷道为研究对象进行支护参数优化。方法：设计了三种支护参数,利用有限元软件进行了数值模拟研究。通过分析不同支护参数下位移、应力及塑性区结果进行支护参数优化。结果：结果表明,锚杆支护能够有效改善围岩应力分布,避免出现应力集中。随着锚杆间距和排距的增大,巷道围岩最大位移增大,当锚杆间距和排距为1 000 mm时,巷道围岩位移最大。围岩塑性变形主要发生于巷道肩部和两帮位置。当锚杆间距和排距为1 000 mm时,塑性区深度大于锚杆长度。综合数值模拟结果和支护成本,巨龙铜矿大断面排水巷道最优锚杆支护参数为800 mm×800 mm(间距×排距)。意义：研究结果为穿断层破碎带巷道支护设计提供了理论参考。     

煤层巷道顶板岩层锚固机理模拟试验

以剪胀锚固理论为指导,视矩形巷道顶板岩层为层状块体结构,根据锚固岩层结构面的剪胀力学特性,选用层状块体材料构建相似模拟试验模型。通过物理模拟实验,分析研究煤层巷道顶板岩层预应力锚固系统中锚杆的受力状态及其加固机理,得到预应力锚固系统中相关参数间的力学关系。     

大尹格庄金矿深部巷道锚杆支护参数优化

为解决大尹格庄金矿深部复杂应力环境下破碎围岩巷道的支护问题,根据现场实际情况,分析破碎围岩巷道变形破坏规律,提出应用玻璃钢锚杆与管缝锚杆联合支护技术为核心的支护结构.经过理论分析和数值模拟计算,确定了合理经济的支护参数和新的支护方案,能够显著地提高围岩的强度和承载能力,有效地控制破碎围岩巷道的围岩变形,为解决类似工程难...     

Numerical simulation and experimental research of surrounding rock deformation of floor roadway under short-distance coal seam group combined mining

According to the influence of the combination of short-distance coal seam group on mining roadway, using numerical simulation software FLAC^2D to draw the abutment pressure distribution ahead the working face and the area of influence in fully-mechanized mining conditions, the variation rules of surrounding rock supporting pressure of floor roadway and the deformation rules were summarized. GYS-300 anchor dynamometer was used to measure the roadway surface displacement, and the conclusions of numerical simulation were verified.     

新型锚索锚具静载拉拔实验分析

为了提高锚索的承载能力和使用寿命,设计了新型球面锚索锚具,通过锚索静载拉拔实验,模拟锚索在应用中可能出现的各种情况,调节锚索中心线与锚固面的角度,加载直到破坏。通过新型球面锚索锚具与普通锚索锚具的实验数据分析,验证球面锚索锚具有更好的承载能力和减弱剪切应力的能力,从而为新型锚索锚具的应用提供了理论依据。     

综放工作面二次动压巷道围岩变形破坏与控制技术研究

针对综放工作面二次动压巷道变形破坏严重的情况,以不连沟煤矿F6207辅运巷为研究背景,通过现场监测和数值模拟分析得出不连沟煤矿综放工作面二次动压巷道变形破坏与应力演化特征。提出"强帮控顶、高支护材料强度、高围岩控制刚度"的围岩控制技术理念,提出新掘二次动压巷道的支护方案。新支护技术现场应用后,锚杆索受力状态良好,围岩顶帮位移量相对原支护明显降低。