高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

高水充填沿空留巷技术在综采工作面的应用研究

沿空留巷巷道30207回风巷受采空区覆岩运动影响,围岩变形量大,需采用高水材料对沿空留巷巷旁进行充填加固。通过建立力学模型,初步计算得到充填体参数,并结合工作面地质条件,沿着走向开始施工宽为1.5 m、高为4.0 m的沿空留巷充填体。充填施工后通过监测巷道围岩变形量可知,沿空留巷巷旁高水材料充填效果明显,能够保证巷道围岩的稳定性。     

大断面沿空留巷巷旁充填体宽度合理化研究

针对某一特定大断面沿空留巷巷旁充填体的宽度设计问题,分析了留巷覆岩运动规律,计算得出基本顶断裂位置及关键块体B的长度,进而建立5个不同充填宽度的数值分析模型,通过巷道围岩移近量及塑性区宽度的对比分析,得出充填体宽度的合理值为2.5m。留巷实践结果表明:采用该充填宽度后实测沿空巷道顶底板移近量在30~170mm之间,两帮移近量在0~250mm之间,巷道围岩控制效果良好,达到了预期的控制目的。     

高瓦斯综采工作面沿空留巷充填体宽度优化

针对潞安余吾矿区巷旁充填体的沿空留巷现场充填宽度不足,导致巷道稳定性得不到保证且巷道变形较大的问题,理论分析了综放尾巷留巷巷旁充填体的受力特点和变形特征,并利用FLAC~(3D)对沿空留巷期内围岩变形特征进行数值模拟,确定了巷旁充填体的最优充填宽度。结果表明:巷旁充填体对巷道围岩的作用具有在短时间内可达到高强度、高阻力状态,并具备上佳的变形性能,从而实现非采煤帮、充填体和冒落矸石共同承但围岩压力;巷旁充填体宽度取值为1.5 m时,此时充填体宽度无应力集中向少应力集中的过度,峰值应力变化最为明显从8.3MPa增加到12.6 MPa,在此情况下,巷道围岩变形量较小,观测点实测结果显示,顶底板移近量分别为331.3 mm和280.7 mm,两帮移近量分别为225.4 mm和171.7 mm,巷道围岩变形主要以顶板下沉为主,沿空留巷段巷旁支护基本满足围岩控制要求。     

巷旁充填体合理宽度数值模拟研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷巷旁支护的一个重要参数,它不仅影响着充填体自身的稳定性,而且很大程度上影响着留巷围岩的稳定性,该文通过FLAC3D模拟不同巷旁充填体宽度巷道围岩变形情况,从而确定合理的巷旁充填体宽度。     

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。     

沿空留巷巷旁支护体宽度的合理确定

 巷旁支护体是沿空留巷围岩控制的关键,在充填材料力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁支护体的宽度就成了主要影响因数。本文以焦煤集团九里山煤矿巷旁充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁支护体合理宽度的确定方法。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁支护体宽度在沿空留巷围岩趋于稳定后,巷道围岩及充填体稳定、变形量较小,说明采用该方法确定的支护体宽度科学合理,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。     

新景煤矿3105工作面沿空留巷围岩控制技术

新景煤矿属于高瓦斯矿井,回采工作面一般布置4条回采巷道,并且巷道均为一次性使用巷道,导致该矿存在采掘接替困难,煤炭采出率较低的问题。为此,设计在3105工作面采用巷旁充填沿空留巷技术,通过数值模拟分析,确定巷旁充填体宽度为1. 5 m,采用斜拉锚索对留巷顶板和充填区域顶板进行支护。应用期间对留巷围岩位移进行监测,监测结果表明沿空巷道围岩位移较小,效果良好。     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

慈林山煤矿高水材料巷旁充填沿空留巷技术研究

为有效缓解慈林山煤矿采掘接续紧张的现状,在9107工作面开展沿空留巷工程实践。采用理论计算的方法得到9107工作面回风顺槽所需的巷旁支护阻力(8.8 MN/m)。通过建立FLAC3D数值计算模型,系统研究了不同充填体宽度、强度和顶板支护条件下的巷道围岩稳定性。研究结果表明：采用水灰质量比为1.5的高水材料作为充填材料,充填体宽度为1.4 m,高度为1.6 m时,可以保证充填体结构的稳定性;在此基础上,结合慈林山煤矿实际生产地质条件,提出“对拉锚杆+竖向梯子梁组合+支护体顶板支护”的高水材料巷旁充填体结构设计,有效地控制了巷旁充填体的横向变形,并提高了巷旁支护体的纵向承载能力。现场工业性试验表明,高水材料巷旁充填沿空留巷技术在慈林山煤矿取得了良好的效果,具有广泛的应用价值。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。