煤矿深部开采面临的主要技术问题及对策

总结分析了煤矿深部开采面临的主要技术问题,并就解决这些关键技术问题提出如下措施：加强深部地质工作,了解深部复杂多变的煤岩体特征,对深部开采进行统筹规划,合理开拓开采部署,尽可能防止采动和煤柱应力叠加;改进围岩的控制技术,限制围岩变形破坏;开辟新的思路和研究可行的技术途径,变热害为地下热能源利用等的多资源研究开发利用思路．加大科技创新的力度,解决关键技术难题,采用先进的技术和装备,降低和防范深部开采带来的安全风险．     

ZnO-B2O3-P2O5低熔点玻璃的性能和结构

以ZnO-B2O3-P2O5为基础,添加少量金属氧化物制备低熔点玻璃,研究了P2O5对该玻璃系统的影响。结果表明:热膨胀系数α、玻璃转变温度tg随P2O5的增加先增大继而减小,转折点在x(P2O5)=43%附近,即α约为93×10–7/℃,tg约为415℃。并通过红外和拉曼光谱对玻璃的结构进行了分析。     

膨胀岩相似材料水分迁移试验研究

为研究膨胀岩水分迁移规律,以石英砂、膨润土、高岭土、石膏、松香酒精溶液及水作原料,配制两种膨胀性相似材料以开展水分迁移试验研究.通过室内试验,研究了吸湿过程中膨胀岩相似材料吸湿量随时间的变化关系及水分在不同方向上的迁移规律,得到水分在材料内部的迁移特征,并探讨温度对材料水分迁移的影响.结果表明:膨胀岩相似材料靠近吸湿面...     

香炉山引水隧洞围岩的蠕变特性及模型研究

为了探究滇中引水隧洞围岩的蠕变特性,采用实时高温常规三轴试验系统开展岩石的力学性能和蠕变试验。在建立岩石蠕变本构模型的基础上,根据蠕变试验曲线的特点,提出了一种确定蠕变参数的方法,并分析了不同应力水平下蠕变参数的变化规律,构建了蠕变参数与应力的关系。最后将各蠕变参数与应力之间的表达式代入蠕变本构模型中,得到修正的蠕变本构模型。结果表明：建立的蠕变模型不仅准确反映了衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特征,而且克服了传统模型难以描述加速蠕变的缺点。同时,该方法确定的蠕变参数不仅可以反映应力对蠕变参数的影响,还可有效反映应力状态对蠕变变形规律的影响。     

反倾岩石边坡变形破坏试验及有限元分析

根据相似理论建立地质力学模型,研究反倾层状边坡岩体的变形破坏机制。介绍了模型试验的设计和过程,研究了原型边坡的变形破坏机制和岩层倾角对边坡稳定性的影响。同时进行了Ansys模拟计算。通过比较这两种研究方法的结果,发现反倾层状边坡岩体的变形机制为倾倒变形,破坏模式为弯折破坏;破坏首先在坡顶产生,边坡变形加速的过程是在开挖结束一段时间后才出现;岩层倾角的变化对反倾边坡的变形影响不敏感,但对边坡变形加速持续时间的长短有较大的影响,岩层倾角越小,变形加速所持续的时间越长。     

急斜特厚煤层开采围岩破坏规律研究

通过现场实测、理论分析和相似模拟实验,研究了急斜特厚煤层水平分段放顶煤开采围岩破坏规律,提出了开采引起的围岩破坏传递主途径和破坏分区,分析了影响各破坏区大小的因素。同时,分析了地表塌陷损害的特点,提出利用自重充填等方法控制采动损害和限制地表破坏。     

碎裂岩体加固的正交有限元分析

利用ANSYS建立碎裂岩体加固的数值计算模型,对影响巷道围岩位移的诸多因素进行正交分析,分别得到各单个影响因素对巷道围岩位移量的影响规律,以及各因素的多元线性回归方程,并且对诸个因素的影响程度进行了排序。     

山渣料工程性质的研究

基于山渣料具有强度特性、变形特性、风化程度等变异性大的特点,公路建设中对其工程特性缺乏系统地认识。针对西汉高速公路山渣料应用现状,取样进行了室内击实、压缩、浸水破碎试验及现场试验检测研究。结果表明,山渣料最大干密度、压缩模量与粗粒含量有关,粗粒含量小于一定值时,最大干密度、压缩模量随着粗粒含量的增加而增加。山渣料水稳性较好,现场压实施工时松铺厚度以不超过40 cm为宜。     

单向应力作用下地下采空区顶板破坏规律特征

针对单向应力作用于地下采空区顶板的破坏规律特性问题,基于弹性薄板理论和压力拱理论,利用单轴压力试验机方法对顶板模型进行了试验,并探究了不同荷载条件下顶板模型的受压过程和变形特性。主要结论如下：顶板的破坏过程与峰值应力是否超过疲劳强度密切相关,超过疲劳强度时会出现加速破坏阶段;顶板的变形过程可以分为三个阶段,分别对应于不同的应力和应变变化规律;顶板的失稳破坏位置与荷载条件有关,周期荷载条件下更容易导致整体垮落塌陷;侧帮支撑作用对顶板的承载能力和稳定性有正面影响,但也会增加应力集中和变形。研究结果对于理解顶板在不同荷载条件下的力学行为和提高顶板的安全性具有重要意义。     

用变裂缝单一尺寸试样确定大理岩的断裂韧度

采用具有不同长度裂缝单一尺寸的中心圆孔平台圆盘试件,测定了大理岩的断裂韧度。基于Bazant的尺度律理论,根据有限元分析的结果拟合得到了无量纲能量释放率g(α0)的函数表达式,当无量纲裂缝长度α0=a0/R在0.28~0.51的范围时,与试件形状有关的函数g′(α0)/g(α0)的变化范围为1.0～5.8,能够满足Bazant尺度律公式中对脆性数β范围的需求。由试验结果得到了与试件尺寸无关的断裂韧度的真实值KImc和断裂过程区长度cf。用该方法确定岩石的断裂韧度,能够避免使用较大尺寸的试件,以及为得到足够大的β值范围而使用两种或两种以上试件的准备和试验带来的困难。