沿空留巷顶板非对称锚固深梁承载结构模型研究及应用

针对强采动条件沿空留巷顶板非对称变形与控制难题,以贺西煤矿3302(2)沿空留巷为工程背景,采用数值模拟、理论分析及现场工程实践相结合的方法研究沿空留巷顶板非对称锚固深梁承载结构的形成机制与承载特性。基于顶板预应力场的分布特征,提出在高预应力顶板锚索和锚杆支护产生的有效预应力场作用下顶板的有效锚固区能形成非对称锚固深梁承载结构,进而构建非对称锚固深梁承载结构力学模型且根据应力叠加原理推导其最大剪应力解析式;结合MATLAB绘图阐明不同顶板载荷、非对称布置的单体支柱和顶板锚杆索的单一和复合影响因素作用下锚固深梁结构最大剪应力分布的响应特征,并分析锚固深梁结构和两帮(柔模墙体和煤帮锚固体)协同承载机理,从而揭示锚固深梁结构稳定性承载机制。基于此,结合生产地质条件和工程经验提出3302(2)沿空留巷非对称联合支护方案,实践表明留巷期间围岩移近量控制在安全范围内,沿空留巷非对称锚固深梁承载结构有效控制强采动巷道顶板的非对称变形。     

高预紧长锚固低密度快掘支护技术研究与应用

为提高掘进效率,姚桥煤矿在7704综放工作面材料道试用了高预紧长锚固低密度支护技术,顶板采用单一柔性锚杆支护,锚杆排距放大到1. 2 m。监测表明,顶板总体控制效果理想,围岩内部裂隙控制到浅部,顶板较平整。2019年3月份在7703材料道采用此技术掘进进尺616 m,达到近年来历史最好水平。     

全长砂浆锚固玻璃钢锚杆动力响应数值模拟分析

针对矿山开采过程中爆破振动对巷道支护中全长砂浆锚固玻璃钢锚杆的动载破坏问题,提取金川二矿区现场振动监测数据,利用FLAC~(3D)对全长砂浆锚固玻璃钢锚杆动力响应特征进行研究,分析爆破动载、弹性模量对玻璃钢锚杆轴力的影响,结果表明:在冲击荷载作用下,玻璃钢锚杆轴向应力沿杆体分布的拟合曲线呈指数型衰减,在孔口位置出现轴向应力最大值,随后沿杆体传播方向迅速减小;轴向拉应力均大于轴向压应力,孔口位置处轴向拉应力为轴向压应力的1.2～1.5倍,且拉应力衰减较压应力慢;随着动载波形振幅的增大,玻璃钢锚杆轴向应力呈指数型增大,锚杆最大轴向应力随围岩弹性模量的增大而呈指数型减小。数值计算结果与理论分析结果一致,可为矿山爆破动载作用下的玻璃钢锚杆支护设计提供理论依据。     

火灾下螺纹锚固螺栓T形连接承载力设计方法

螺纹锚固单边螺栓是指通过带有螺纹的特殊螺栓孔代替螺母,从而实现单侧安装、拧紧功能的一种螺栓.目前关于该种螺栓连接T形节点在常温下不同破坏模式的受拉承载力计算方法已有研究.但在高温条件下节点变形增大,且高强螺栓与普通钢材在高温下的材性折减规律不一致,导致现有的常温计算公式不能直接用于火灾高温情况,目前仍缺少计算该类节点在高温下承载力的计算方法.根据常温下承载力计算公式,结合高温下节点出现大变形的特点,对现有的计算公式进行修正.并根据现有的试验结果对修正公式进行验证,发现提出的设计公式可准确预测不同节点在不同温度下的破坏模式,也可以较为精确地预测其屈服承载力.     

气动式底板钻机多相耦合排渣机理及应用

针对气动式钻机在煤矿巷道底板排渣效率低、成孔困难的问题,基于两相流态变化进行了气-液-固多相耦合排渣机理分析,并从钻渣运移动力路径的角度对成孔困难原因进行阐释。结果表明:在底板水影响下,孔内先后经历"静态-泡状流-段塞流-环空雾流"等两相流态,约75%的钻渣在泡状流与段塞流阶段以较快速率排出,剩余钻渣需在环空雾流阶段以较低效率缓慢排出;底板水侵蚀引发的孔口外扩是成孔困难的主要原因。结合益新煤矿-250机道石门底板锚固工程实际,提出了"套管束流"排渣法并优化了原钻孔工艺,现场应用效果良好。     

锚固剂对矿山支护安全的影响及控制对策

矿产的开采一般都在比较偏远的山区和无人区,矿山开采条件十分艰苦,开采环境的制约因素也比较多,本文以锚固剂的使用为讨论点,对锚固剂在矿山支护安全中的应用必要性和影响进行了探讨,并提出了几点有效的矿山支护安全控制措施,以此加强矿山支护安全的管理,保证矿山开采工作的顺利进行。     

非全长锚固单元体锚杆滑脱失效研究

基于颗粒微观接触模型建立了非全长锚固单元体模型,分析了非全长锚固单元体锚固长度和围岩应力对滑脱失效的影响,并研究了锚固段微观破坏机制。结果表明:锚固单元体内裂隙发育由表及里逐渐向锚固深部扩展。剪切裂隙主要分布在5倍锚孔孔径范围内。随着锚固长度增加,锚固单元体内总裂隙发育密度线性递减;随着围岩应力增加,各裂隙发育总量逐渐减少,且随围岩应力呈线性递减趋势。     

不同锚杆参数对锚固系统稳定性影响研究

为了研究不同锚杆参数对锚固系统稳定性的影响，采用理论分析和数值模拟相结合的方法，理论分析了围岩协同锚固系统力学模型和锚杆锚固段的“大托盘”效应，数值模拟了不同锚杆长度、锚杆密度和锚杆预紧力下群锚杆最小主应力分布，分析了锚杆围岩形成的挤压带范围，得到了相关参数对锚固系统稳定性的影响。研究为巷道支护提供了理论指导。