单轴压缩作用下内置裂隙扩展的CT扫描试验

精选出一种与岩石较为接近的相似材料制作标准试件,并在其内部预置单币状裂隙,进行加载过程中的CT实时扫描试验。通过分析CT扫描图像,初步判定试件的破坏是由裂隙的损伤演化造成的。采用多种区域划分的方法,通过CT数及CT方差的对比分析,获得随载荷的不断增加裂隙被压密、自相似扩展、翼裂纹扩展、微裂纹扩展、裂纹汇合贯通以及裂纹加速扩展、试件崩裂的损伤演化过程;同时,也得到初裂强度、翼裂纹扩展长度和自相似扩展长度等一些重要参数;将试件破坏前的应力、应变过程曲线分为4段,说明预置裂隙的损伤演化过程。     

断层破碎带冒顶巷道支护技术研究

由于断层破碎带围岩破碎程度严重,在掘进过程中,煤矿巷道冒顶事故层出不穷。为保证巷道施工和使用过程中的围岩稳定和顶板安全,文章结合暖泉煤矿10101工作面巷道冒顶事故实际情况,分析了断层破碎带的的冒顶范围,提出了有针对性的处理方案。为了解决破碎垮塌问题,提出利用高水材料注浆充填破碎区,使得冒顶区域的破碎围岩与周围岩体粘结成整体,恢复其承载力;为了解决掘进及使用过程中的安全,提出管棚超前结合U型钢支护技术加固冒顶段,共同发挥作用。工程施工后,对加固后的工作面进行监测,未出现二次冒顶事故,验证了此加固方法的合理性。     

定向爆破与水压爆破联合拆除水塔的爆破参数选择

从爆炸冲击波的作用时间与水塔的着地时间对比分析入手,讨论了定向爆玻与水压爆破联合拆除水塔的起爆时差和水压爆破用药量,并介绍了一个爆破实例。     

半煤岩巷道的开挖稳定性分析及支护参数评价

随着煤矿巷道中的锚杆支护技术迅速发展,锚杆的应用范围不断延伸,锚杆支护在巷道中的应用基本普及。但是,直到目前为止,锚杆支护巷道的设计及支护状况评价一直没有一种可靠的理论支撑和评价体系。文章利用数值分析的方法对南冶煤矿1201东下巷道的锚杆支护参数进行研究,发现该方法能够很好地解决巷道支护效果、预测和评价问题。     

沿空留巷双向聚能爆破炮孔间距参数研究北大核心

为解决沿空留巷中选取合理炮孔间距难题,基于双向聚能爆破成缝机理,建立联孔聚能爆破力学模型,引入聚能管影响参数,分析爆破后岩石裂缝扩展长度,推导炮孔间距计算公式;并以邱集煤矿为工程背景,计算得合理炮孔间距为1.0 m;采用LS-DYNA软件对间距为0.8、1.0、1.2 m的双孔聚能爆破裂缝扩展过程进行模拟。结果表明:在距炮孔中心0.2 m处聚能方向岩石所受应力峰值是非聚能方向的2.6倍,炮孔连心线方向裂缝更易扩展;当炮孔间距为1.0 m时,两孔间裂缝完全贯通且炮孔连线中心无竖向裂缝产生。经邱集煤矿现场试验证明,采用间距为1.0 m的炮孔爆破切顶后,孔内形成连续裂缝,炮孔间裂缝贯通形成切缝面,与理论计算和数值模拟结果相符。     

软硬互层岩体三岔口联合支护技术研究

为解决软硬互层顶板条件下巷道三岔口区域受力复杂、易失稳等问题。以邱集煤矿1113三岔口巷道为工程背景，采用理论分析的方法研究了三岔口应力分布规律，揭示围岩变形破坏机理；基于围岩强度强化理论、厚锚固板理论、整体支护理论及悬吊理论，形成“锚杆（索）+锚索梁+钢筋网”的联合支护体系，并计算各项关键性支护参数。研究结果表明：三岔口锐角三角区属于高应力集中区，巷道围岩易发生破坏，理论计算最大破坏深度为2.77 m。在联合支护体系控制下，经数值模拟验证，三角区最大集中应力为10.74 MPa，顶板最大下沉量为16.82 mm，最大破坏深度为2.24 m，可有效改善围岩力学状态。现场实施后，顶板未发生明显离层，满足安全需要。