基于弹性薄板理论的采场顶板破断特征分析

针对煤层开采过程中采场覆岩形成的特定空间结构和变形破断形态,运用弹性薄板小挠度理论构建四边固支、两边固支两边简支和四边简支3种支承边界条件下的顶板力学模型,通过理论计算得出了基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力解析表达式,并从理论层面分析了顶板破断的内在机理与显现特征,揭示了采场顶板横“O-X”破断的力学本质。采用三维数值模拟软件FLAC3D系统分析了顶板应力场的演化特征和分布规律,模拟结果与理论分析较为吻合。     

锚固系统应力传递影响因素正交优化试验研究

为研究锚固系统应力传递规律的影响因素,基于正交试验研究方法,采用数值模拟软件FLAC对不同钻孔直径、锚杆直径、锚杆材质和间排距条件下的锚固剂和钻孔围岩界面的剪力进行了数值模拟计算,并对试验结果进行了极差分析。结果表明:锚固系统应力传递的影响因素排序由大到小依次为锚固长度、锚杆间距、钻孔直径、锚杆直径和锚杆材质。为提高锚固效果,锚杆直径与钻孔直径要合理匹配,锚固长度和锚杆间距也要合理匹配。经过现场实践,验证了锚杆支护设计方案的可行性。     

关键层的复合效应及其对矿压显现的影响

为分析相邻关键层组合运动对采场矿压产生的影响,揭示关键层复合效应产生的机理,利用并行电法测试技术系统研究了两关键层临近赋存顶板破坏特征及其破断规律,并通过与该测试段工作面矿压数据相互印证,确定关键层复合效应使采场来压步距呈一大一小周期性变化。由此,建立了该类型采场覆岩的空间结构模型,按该模型中关键块体结构关系计算得出的工作面支架工作阻力值与实测结果基本吻合,这为同类地质条件下采场围岩控制提供依据。     

模型中应力测试耦合问题分析

相似材料模型试验是岩石力学的基本研究方法之一。当人们对一些工程引起的围岩破坏过程还未有清楚的认识时 ,模型实验方法就显示出独特的优势。本文针对模型实验中应力测试的一些基本问题 ,分析了随深度变化模型中各种应力的变化规律和影响因素 ;探讨了微型应力传感器与模型介质的耦合问题及测试相对误差 ;通过试验研究了标定容器的尺寸和标定介质对微型应力传感器标定结果的影响。研究结果对模型试验的设计与数据分析具有重要的指导意义     

破碎顶板条件下普采工作面控顶距的设计

控顶距设计合理与否,是顶板维护状况好坏的核心问题,直接影响到工作面的安全和生产能力的发挥。本文根据破碎顶板与支架相互作用的原理,分析了控顶距对采场矿压显现及端面局部冒顶的影响。提出控顶距的设计既要有利于生产又要保障安全的设计思想,在破碎顶板下应尽量减少控顶距,并从技术上提出了减少控顶距的有效措施。     

论采场前方支承压力的形成及应用

通过阐明采场前方支承压力存在形成和发展过程,从形成机理上给予解释说明。并应用这一规律解释了有关矿压现象。     

综采工作面压架原因浅析

利用结构拱的理论,结合矿压观测和俯采时掩护梁上载荷的变化对顾桥矿1113(3)工作面压架原因进行了分析,并对今后工作提出了建议,为顾桥矿开采新工作面和正常开采提供了参考.     

开采方案对地表移动影响的数值模拟

以淮南矿区某采区煤层开采为研究对象,采用非线性大变形FLAC程序,对不同开采方案引起的地表移动和对地面防汛堤坝的移动变形状况进行了数值模拟.结果表明,走向方向的无煤柱开采和倾斜方向煤层区段间正台阶顺序开采为最优开采方案,此时堤坝处于下沉曲线的均匀下沉区,维护工程量小,有利于巷道布置和生产接替.并获得了地表移动和变形的有关参数,为煤矿生产和堤坝的稳定加固提供了科学依据.