基本顶弹性基础边界薄板模型分析(Ⅱ)——周期破断

建立弹性基础边界基本顶薄板周期破断力学模型,采用有限差分理论,研究了基本顶厚度h、弹性模量E、边界弹性基础系数k以及k与h,E的比值关系对基本顶主弯矩与周期破断规律的影响,得出,E,h增大时,推进方向长边深入煤壁区及短边深入煤壁区绝对值最大主弯矩M_c与M_d、悬顶区后侧的最大主弯矩M_b均增大,M_d的增长幅度最大;k增大时,M_c,M_b,M_d均减小,M_d的减小幅度最大;依据主弯矩破断准则可得:E,h悬顶长度a_1较大或k较小时短边深入煤壁区上表面先破断,反之推进方向长边深入煤壁区上表面先破断;比值k/E或k/h~3不变时主弯矩M_c,M_b,M_d不变,起始破断位置不变。弹性基础边界基本顶周期破断类型为:(1)长边上表面→短边上表面→悬顶区后侧下表面;(2)短边上表面→长边上表面→悬顶区后侧下表面。     

煤炭行业新常态下煤炭类院校进行教育改革的分析

受经济转型的影响,我国煤炭行业目前也处于转型过渡的关键时期。为了适应煤炭行业的"新"与"常",推动行业更好的发展,采矿工程专业进行相应的教育改革也已成为必然。本文在经济与煤炭行业"新常态"的大环境下分析了专业教育改革的必要性,并从在校学生的课程设置、高校自身管理及青年教师的培养等几个方面给出了具体建议。文章的最后提出结合国家、煤企、高校三方力量,以专业教育促进行业发展,以行业发展推动教育改革。二者相辅相成,培养出适合新时代的专业人才,使行业与教育都能更适应当代社会的发展轨迹。     

预应力桁架锚索系统力学分析与工程实践

在分析总结预应力桁架锚索系统控制原理的基础上,采用力学研究方法建立了桁架锚索系统力学模型,得出锚索抗拉强度、锚固剂的粘结强度和初始时需施加的预紧力的计算方法,为该支护系统的材料选取和参数设计及其现场施工提供理论依据。结合三交河煤矿现场生产地质条件确定了预应力桁架锚索联合控制方案及参数,并进行了现场应用实施。现场试验结果表明力学分析对预应力桁架锚索系统有效控制特大断面厚层复杂覆岩煤巷变形具有良好的理论指导意义。     

深部大断面巷道交叉点围岩稳定性分析及控制技术

针对邢东矿-760 m水平大断面巷道交叉点顶板明显下沉、两帮剧烈收敛、底板强烈鼓起、柱墙岩体破碎松散等巷道变形破坏特征,采用理论分析、数值模拟、工程类比及现场观测等方法,针对性地提出了集多层次交错密集高强度锚杆(索)支护技术、多层混凝土喷层拱支护、壁后注浆加固拱和柱墙浇注混凝土加固于一体的锚喷网注联合支护技术,剖析了深部大断面交叉点具体支护方法的围岩控制机理。研究表明:①当锚杆安装越密集时,压应力叠加所形成承压拱的最小厚度越大,压力拱承载能力越强;②锚杆间距大于700 mm时,喷层结构最大承载力小于0.55 MPa,随着锚杆间距减小至400 mm,喷层承载能力与锚杆间距呈类幂函数增长关系;③喷层结构承载能力与喷层厚度呈类线性关系,即喷层承载能力随喷层厚度增大而线性增大;④数值模拟结果表明围岩塑性破坏深度较大的区域位于顶部两肩窝处,且交叉点大部分塑性区深度小于2.4 m,锚杆长度确定为2.4 m时,能够使得锚杆锚固在岩体的弹性区内。基于以上研究,结合现场地质生产条件确定巷道交叉点围岩支护方案,并进行现场工程应用。工程实践表明,采用锚喷网注联合控制技术后,顶底板、两帮移近量最大分别为166、134 mm,移近速率最大分别为9.8、7.3 mm/d,巷道围岩总体收敛情况较好,有效控制了-760 m水平大断面巷道交叉点围岩变形。     

大跨度泥岩煤巷桁架锚索复向主动控制技术

提出了复向主动控制系统支护大跨度泥岩顶板煤巷,阐述了其控制原理,并运用数值模拟方法优化支护方案。该方案在现场实施后,围岩控制效果良好,为大跨度泥岩煤巷的围岩控制提供了科学依据和实用技术手段。     

厚层炭质泥岩顶板煤巷复合主动支护系统研究

厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷采用传统的锚杆(索)支护方式,无法解决无稳定上位岩层可供悬吊的关键难题,易发生垮冒事故.为了能有效控制巷道变形,促进矿井安全生产,提出了复合主动支护系统控制厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷,阐述了其支护原理,建立了复合主动支护系统的力学模型,得出了复合主动系统中桁架锚索结构达到系统平衡时预紧力Qy值的临界条件.采用FLAC5.0数值模拟软件计算设计和优化平煤八矿厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷复合主动支护系统方案,现场实测巷道顶板最大下沉量为158 mm,巷道断面收敛率小,有效地控制了巷道变形,同时为各类复杂地质条件的应用提供了有力依据,具有良好的推广应用前景.     

高瓦斯煤层群顶板大直径千米钻孔抽采技术

基于瓦斯流动规律建立了顶板裂隙抽采钻孔组抽采条件下垂直平面上的瓦斯流动模型,应用复变函数理论对该模型进行了求解,并开展了钻孔之间抽采量及其相互影响的研究.在分析研究顶板大直径千米钻孔抽采技术原理的基础上,结合从德国引进的DDR-1200千米定向钻机,开展了顶板大直径千米钻孔瓦斯抽采技术的试验研究.研究结果表明,实施顶板大直径千米钻孔抽采技术治理瓦斯效果显著,钻孔抽采瓦斯浓度可达50％以上,能抽采出大量高浓度瓦斯,实现煤与瓦斯安全高效共采.     

顶板大直径千米长钻孔抽采瓦斯技术

在分析了14205综采工作面瓦斯涌出特征的基础上,进一步对顶板采动裂隙分布特征及顶板千米长钻孔抽采技术原理进行了研究,结合从德国引进的千米长定向钻机设备,提出了千米长钻孔高抽钻孔组和裂隙钻孔组联合抽采技术.     

液压支架泄漏检测方法的分析与实践

对液压支架产生故障的主要形式进行了统计和总结,并对故障产生的主导因素进行了分析,得出大多数故障的产生都是由泄漏引起的;根据液压支架泄漏特点提出了通过检测泄漏产生的高频声波实现故障检测和准确定位的支架故障检测原理,运用概率论的方法得出了信号检测接收机的表达式,并成功研制了新型支架液压泄漏检测仪。液压泄漏检测的现场实践表明,该仪器能适应煤矿现场的复杂条件,不但能检测出液压支架外部泄漏的故障部位,而且还能检测出人用直观方法不能检查出的内部泄漏、串液等故障,提高了故障检测成功率,实现了井下支架泄漏故障的无损伤检测。     

大断面复合泥岩顶板切眼桁架锚索组合支护技术

针对白龙煤矿大断面复合泥岩顶板切眼的支护难题,项目组提出了预应力桁架锚索组合支护系统进行大断面的巷道围岩控制.本文研究了预应力桁架锚索组合支护的机理,结合现场实际生产情况,运用计算机数值模拟方法进行桁架锚索组合支护方案参数优化设计.该方案在白龙煤矿2-1101大采高综采面切眼进行了现场试验,取得了成功,产生了显著的技术经济效益,具有良好的推广应用前景.