松软煤层复合顶板沿空巷道控制技术研究

根据古汉山矿沿空巷道的地质特点，设计了新型的圆对棚支架，使支护体既具有一定的可缩性，又能承受强大的变形地压，维护巷道的稳定。在沿空巷道中进行的工业性试验取得了很好的支护效果。本支护形式正应用于古汉山煤巷沿空巷道的支护中。     

九杖沟金矿区域构造带内倾斜矿体开采方法研究

针对九杖沟金矿矿床赋存于区域构造带内,矿体走向上表现为中间矿体宽厚,向两端逐渐变窄的透镜状呈脉状产出,沿倾向呈舒缓波状,矿岩稳固性差。依据矿体的赋存条件及开采技术条件,对中厚矿体缓倾斜矿体采用分段充填法进行开采,分段采准,连续回采工艺;分段凿岩,采用上向中深孔落矿,铲运机出矿,嗣后充填,通过现场进行工业试验该方法取得了较好的技术经济效果,为类似矿床开采提供依据。     

岩爆动力冲击作用下释能支护技术及其发展动态

深部开采已经成为国内金属矿山未来发展的必然趋势,在深部高应力作用下势必造成岩体产生岩爆等动力灾害。在介绍岩爆发生机制及其诱发岩体产生动力响应破坏的基础上,提出了释能支护原理及其技术要求;在岩爆动力冲击作用下,基于岩体的质点振动速度与支护强度要求,分析现有释能锚杆的优缺点及其适用条件;在此基础上,依据岩石动力学、能量积累、耗散原理、支护作用,提出新型M(ace)释能锚杆设计及其作用原理,该锚杆既可以有效释放积聚在围岩内部的动能,又可以保持较高的锚固力,有效控制岩爆冲击动力作用下岩体的稳定。     

金青顶矿急倾斜薄矿脉回采过程采场破坏区域数值分析

针对金青顶矿急倾斜薄矿脉采矿方法,应用有限元数值软件分析其回采、采场及其围岩应力演化过程,通过分析发现矿体开采后,采场围矿应力重新分布,并出现应力集中,随着回采工作面的上升,顶板压应力有明显的上升趋势,两帮拉应力集中区范围随回采工作面的上升而增加。在30m以下的回采过程中,因拉应力过大造成塑性区分布在以节理为边界的范围内。当超过30m以后,塑性区范围扩大到围岩,围岩、节理都有不同程度的破坏。下盘塑性区明显多于上盘,并且破坏程度较上盘严重。     

板庙子金矿深部开采留设隔离矿柱控制地压数值优化

井下开采常引起地表产生岩体移动,直接影响地表构(建)筑的稳定。针对板庙子金矿深部急倾斜薄矿体开采诱发地表产生移动及其控制问题,提出采用留设隔离矿柱与干式充填相结合的方法,减少或控制地表岩体移动影响范围及岩体移动速度。结合板庙子金矿深部开采工程地质条件与生产实际情况,分别构建无矿柱、留1个矿柱、3个矿柱和留两矿柱与干式充填采矿结合4种研究方案;分别应用FLAC~(3D)数值分析软件,对4种隔离矿柱留设方案进行数值计算,结果表明:随着留设矿柱数量的增加,地表沉降能够得到有效控制,即增加留设矿柱数量对控制地表移动能起到决定性的作用;减少矿柱而采用干式充填后地表沉降能得到进一步控制,但由于充填体自身强度较低的原因仅能起到辅助支撑作用,通过采用隔离矿柱与干式充填的方法能更好地控制开采诱发地表产生的变形与采场围岩的稳定。     

深部蚀变岩型巷道锚杆锚索联合支护应用研究

为了确定深部高应力影响下蚀变岩型巷道合理的支护方案,本项目对焦家金矿 15 中段蚀变岩型巷道进行岩体质量分级,计算出分级结果并提出初步支护方案,运用 Unwedge 进行楔形体冒落分析,模拟深部高应力影响下蚀变岩型巷道楔形体大小及初步支护方案合理性,对初步支护方案进行优化分析。根据巷道形状及规格加工制作双钢筋,将其运用到锚杆锚索联合支护方法中,大大地提高了整体支护强度。最终确定深部高应力影响下蚀变岩型巷道采用“树脂锚杆+长锚索+双钢筋+喷射混凝土”联合支护方案。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道顶帮连续收敛监测结果表明,当应用“树脂锚杆+长锚索+双钢筋+喷射混凝土”联合支护方案支护后,巷道顶帮收敛变形在 1 个月内基本不再增长,可有效保证焦家金矿高应力下蚀变岩型巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

基于声发射及其定位技术的岩石破裂过程研究

应用声发射及其定位技术,采用实验手段研究了不同加载方式(单轴加载、巴西劈裂及三点弯曲条件下)不同尺寸岩石以及不同岩样破裂失稳过程.实验结果表明,在岩石弹性变形阶段,声发射事件定位位置为岩样内部的应力集中位置;随着加载的进行,声发射仪器精确地定位出其裂纹初始位置、扩展方向,并直观地反映出其内部裂纹稳定扩展过程.从巴西劈裂实验的声发射事件定位结果可以看出,初始裂纹产生的位置具有随机特性,且初始裂纹产生是诱发岩石破裂失稳的首要因素.岩样尺寸影响其破坏模式,受加载过程裂纹初始时序不同影响其声发射活动规律表现不一致;不同岩样声发射活动随应力变化呈一定的规律性,其中砂岩在加载过程其声发射活动具有突跳特性,这主要与岩石均质程度相关.声发射定位结果直观地反映岩样内部裂纹初始、扩展的空间位置,这对于深入研究岩石破裂失稳机制具有一定的意义.     

TC17钛合金在α+β两相区加热过程中片状组织的粗化行为

研究了TC17钛合金分别在800℃和840℃两相区加热过程中片状组织的粗化行为。结果表明,随着加热时间的延长,片状组织逐渐粗化,粗化速率逐渐降低。片状α相的粗化过程是一个元素扩散过程,元素从势能较高的片状组织末端或缺陷位置向势能较低的平滑位置迁移,导致片状α相粗化。经计算,800℃下粗化指数为0.37,840℃下粗化指数为0.42,根据LSW粗化理论,TC17钛合金片状组织的粗化行为由体扩散和界面反应共同控制。此外,基于Gibbs-Thompson理论,建立了TC17钛合金片状组织的粗化速率预测模型。     

煤岩开采过程冲击地压发生机理及数值模拟研究

通过对老虎台矿区的厚煤层开采过程中地压问题的现场调查,分析了该矿冲击地压显现突出的原因,应用RFPA系统对厚煤层开采过程周围应力场进行了数值模拟,模拟结果再现了该矿区软岩层开采过程中冒落的动态发展过程.通过对煤层开采过程中应力场的演化过程,说明内、外应力场的存在、开采过程、煤体力学性质对冲击地压发生的影响.对老虎台矿区开采过程中冲击地压的预测与防治具有借鉴意义.     

山东金青顶矿区深部矿体开采诱发微震活动分析

随着金青顶矿区开采深度的增加,地应力值逐渐增大,造成巷道围岩破坏越来越严重,且具有一定的岩爆倾向性。为进一步探究金青顶矿区深部开采诱发岩体破裂失稳规律,在金青顶矿区深部建立矿山微震监测系统,连续实时采集井下微震活动信息,对-825 m中段Ⅴ号矿体11#试验采场开采活动进行连续监测,重点分析开采扰动下岩体破裂前累计视体积、能量指数和施密特数等微震参数的变化特征,得出当前矿体整体损伤程度较小,岩体破裂主要是由岩体开挖以及爆破振动引起。