联排反底拱-底板桩底鼓控制技术数值分析

为解决深部软岩巷道的底鼓控制问题,以兴安矿四水平南18层轨道巷为工程背景,提出了1种新型底鼓控制技术——联排反底拱-底板桩;运用ABAQUS软件对联排反底拱-底板桩进行数值分析,研究了其承载能力和变形情况;运用FLAC^3D软件对联排反底拱-底板桩的底鼓控制效果进行分析,探讨了联排反底拱-底板桩的底鼓控制机理,揭示了矢跨比对联排反底拱-底板桩底鼓控制效果影响的规律。结果表明：在均布载荷作用下,联排反底拱应该适当增加跨中部位的连杆数量和强度;联排底板桩应该适当增加嵌固端的长度和强度;联排反底拱-底板桩中底脚套管十分关键,应该适当增强底脚套管的强度;联排反底拱-底板桩矢跨比的合理范围为0.225～0.250。     

软岩巷道挠曲型底鼓机理与底板桩基控制技术

以兴安矿四水平18层南轨道巷为背景,针对高应力条件下软弱底板挠曲型底鼓支护难题,研究了挠曲型底板围岩的破坏特征,提出了钢管混凝土底板桩基支护形式.首先基于板的挠度理论和虚功原理,建立了底板桩基支护条件下挠曲型底板的失稳判据,研究了底板桩基的支护机理.然后通过数值分析方法,研究了设计参数对支护效果的影响及支护后的底板应力...     

我国煤炭深部开采冲击地压特征、类型及分源防控技术

我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱发冲击地压的载荷源角度,结合工程实例,建立力学模型,研究提出了我国深部开采冲击地压的3种类型,最后提出了深部开采巷道冲击地压动静载荷分源防控方法。结果表明,我国煤炭深部开采冲击地压特征总体表现为因基础静载荷充足,发生门槛降低,冲击显现位置点多面广,发生原理隐蔽性、自发性、时滞性占比大,防治范围扩大,应力恢复快,高强度、长时效卸压要求突出;将我国煤炭深部开采冲击地压划分为3种类型,即深部动静载叠加型、深部高静载加载型、深部高静载卸荷型。深部动静载叠加型,因深部煤炭资源高地压环境,与浅部相比,较高的基础静载荷获得微动载扰动、叠加可发生冲击地压。深部高静载加载型冲击地压,其静载荷缓慢对极限平衡区加载过程冲击是材料失稳,导致工程结构体结构动力失稳的结果,而深部高静载卸荷型冲击地压,其高静载荷最小阻抗带减小,静载荷卸荷过程是围岩结构稳定性遭到破坏,导致工程结构体材料动力失稳的结果...     

掺合料对钢管混凝土柱承载性能的影响

为提高巷道底角大直径钻孔钢管混凝土联排桩基的稳定性,研究了混凝土中掺入掺合料超细粉煤灰、硅粉和钢纤维对钢管混凝土柱承载性能的影响。采用正交试验方法,对评价指标进行极差分析、方差分析和综合分析,并选出了掺合料的最优组合。结果表明:超细粉煤灰、硅粉和钢纤维三者组合能提高核心混凝土强度,当超细粉煤灰、硅粉和钢纤维掺量分别为20%、10%和1%时,核心混凝土强度最高。通过对钢管混凝土柱进行ANSYS数值模拟,验证了掺入掺合料后的钢管混凝土柱承载性能有较大提高。     

钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响研究

为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2%掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4%自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。     

兴安矿区深部地应力测试及支护方案研究

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大主应力达到30.10~30.18 MPa,最大主应力与垂直应力之比为1.27~2.18倍,因此该矿区以水平构造应力为主导。针对兴安矿深部高地应力的情况,采用高强度锚喷支护体系对巷道围岩进行支护。通过数值模拟对现有锚喷支护方案进行分析,巷道断面收缩率在可控范围内,巷道内整体变形控制效果较好。同时数值模拟结果与实际观测结果大致相同,这不仅证明了锚喷支护在兴安矿深部巷道支护应用的可行性,也从侧面证明了地应力测试的准确性。