采动影响下底板暗斜井的破坏机理及其控制

针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破坏特征、底板巷道的失稳机制及控制方法进行了系统研究。结果表明,围岩应力分布受超前支承压力在底板中传递的显著影响是底板巷道变形破坏的根本原因。在采动加卸载作用下,底板水平应力增量与垂直应力增量的异步变化引起围岩帮部的环向应力激增并破坏造成顶底板临空宽度的加大,进而导致顶板破断和严重底臌。采用高阻可让压锚索减小顶底板的临空宽度、抑制底臌大变形,提出了锚网索+注浆+底板锚索的控制方法。对江西高坑矿底板暗斜井进行了现场支护试验,围岩控制效果良好。     

深井复合顶板煤巷变形机理及控制对策

针对深部高应力条件下复合型顶板煤巷的大变形问题,以江西曲江煤矿为例进行了现场调查、理论分析和工业试验等研究。首先,经现场调查发现该矿表现出了典型“三高”矿井的特点,加上顶板锚索和两帮锚杆无法充分发挥作用,使整个巷道支护系统失去平衡而发生破坏。然后,研究了深部高应力工作面煤巷的力学作用,认为该力学作用是一个渐进过程,其变形动力主要来自于巷道顶板压力,底板变形大是直接导致整个巷道系统失效的重要标志;另外,根据深部高应力复合型顶板煤巷的受力特征,建议应将顶板的控制作为关键部位,尽力维护顶板的完整性,提高岩层自承能力,使支护结构与围岩能够协调地工作,并提出了以“预应力桁架锚索”为主体,以“锚杆+锚索+钢筋网等支护”为辅助的综合控制技术。实践证明：经以“预应力桁架锚索”为主体的综合控制技术支护后的巷道,其变形较原支护有明显好转;监测数据表明：经91 d后,巷道两帮的相对收敛速率小于1.7 mm/d,而且顶底板的相对收敛量大大减少,最大值为297 mm,变形速度小于1.4 mm/d,处于稳定状态。     

类岩石裂纹压剪流变断裂与亚临界扩展实验及破坏机制

进行双轴压缩条件下类岩石裂纹的压剪流变断裂实验,采用双扭试件的常位移松弛法对类岩石材料进行亚临界裂纹扩展与断裂韧度试验。在实验室尺度上证实了类岩石裂纹流变断裂现象的存在,并且得到了翼形裂纹–翼形裂纹贯通、翼形裂纹–原生裂纹贯通和翼形裂纹–翼形裂纹–剪切裂纹贯通的 3 种流变断裂贯通模式。类岩石材料的流变断裂是一种稳定的裂纹扩展,其本质原因是类岩石裂纹的亚临界扩展。以黏弹性断裂力学、流变力学和能量准则为理论依据,推导以应力强度因子、翼形裂纹长度和时间为内变量的相应势函数,建立多种破坏机制的 压剪岩石裂纹的流变断裂 判据和计算模型。 利用 流变断裂 实验对计算模型进行验证,得出裂纹流变 贯通的 理论时间与实验时间较为吻合,当翼形裂纹的扩展方向与最大压应力方向偏离较大时实验结果与理论模型误差较大。提出的计算方法和理论判据为研究岩石裂纹的流变断裂的细观机理及岩体工程流变破坏的宏观机制提供了一个新而实用的研究手段。     

基于SOUDWORKS软件的磨粉机模块化参数化设计

在理解零件信息模型的内涵以及分析各种特征建模方法的基础上,首先完成了磨粉机总体特征规划和设计,并利用SOLIDWORKS软件三维造型功能和基于特征直接生成法构建了磨粉机的信息模型。最后,对其加工仿真和数控自动编程,较成功得实现设计和制造的集成。     

沿空掘巷实体煤帮应力分布与围岩损伤关系分析

实体煤帮的高支承压力是影响沿空掘巷稳定性的主要原因之一。在分析了沿空掘巷应力环境的基础上,应用损伤理论,分析了给定变形下沿空掘巷实体煤帮的支承压力分布,并探讨了支承压力分布与煤岩厚度、弹性模量等参数的关系,对沿空巷道的维护与底鼓机理及控制的研究具有重要意义。     

支承压力与回采巷道底鼓关系分析

分析了工作面超前支承压力与回采巷道底鼓的关系 ,认为回采巷道底鼓是由于支承压力的影响 ,底岩层受拉应变作用离层 ,进而在水平应力的压曲作用下产生的     

膨胀型软岩巷道支护技术研究

以牛马司煤业公司水井头矿-300东大巷的软岩支护问题为研究对象, 在测试软岩矿物成分的基础上, 分析了膨胀型软岩巷道变形的机理和围岩控制方法, 提出了锚网喷注的联合支护方案。工业试验表明,该技术取得了良好的支护效果和经济效益, 对同类软岩巷道具有一定的借鉴作用。     

深井巷道地压控制的试验研究

深井巷道地压的控制是煤矿开采的一个技术难题,根据平顶山四矿的具体生产技术条件,对深井巷道围岩的物理力学性质进行了试验研究,对深井巷道的矿压显现及机理进行了分析论证,提出了“固帮减跨”治理深井巷道底鼓的原理和支护方案,采取了联合支护和注浆的技术措施,经过近一年的现场实践和观测,达到了比较理想的支护效果,取得了较好的效益。     

香花台矿井引水巷岩塞爆破关键技术研究

针对香花台矿井引水巷岩层岩性和裂隙发育情况,建立了最小岩塞厚度分析剪切力学模型,确定了合理、可靠的岩塞厚度;分析了多个小空孔掏槽在成孔方面的缺陷,采用直眼大空孔,空孔孔底布置抛渣药包,导爆索强化传爆等方法,成功地实现了引水巷岩塞爆破,为该矿井-300 m以上水平和周边煤矿恢复生产创造了条件.     

蝶形破坏理论及其应用研究进展

煤矿工作面回采导致巷道所处位置的区域应力场较原岩应力发生剧烈变化，蝶形破坏理论基于采动巷道非等压应力环境建立了巷道围岩破坏形态与区域应力场的量化关系，为研究巷道围岩力学行为和动力灾害提供了理论基础.本文首先系统回顾了蝶形破坏相关研究的发展历程，阐述了蝶形理论的研究趋势；然后，对巷道围岩3种破坏形态及其判别准则、5类蝶形破坏特性、4个方面的蝶形破坏理论适应性等进行了评析，并介绍了蝶形破坏理论在各类巷道围岩稳定性控制、煤与瓦斯共采、冲击地压、煤与瓦斯突出、以及蝶型地震与断层形成机理等方面的应用创新情况；最后，深入探讨了蝶形破坏理论适应性和局限性，从蝶形破坏特性表征、系列机理和机制的实践验证以及新技术研发角度指出了蝶形破坏理论未来的发展方向.