中国煤矿井下地应力数据库及地应力分布规律

收集了采用井下小孔径水压致裂地应力测量装置获得的煤矿地应力数据，以及其他采用应力解除法、水压致裂法等获得的煤矿地应力数据，共计1 357条。在此基础上建立了“中国煤矿井下地应力数据库”，绘制了中国煤矿矿区地应力分布图。分析了我国煤矿井下地应力分布特征和主要影响因素，取得以下研究成果:① 埋深是影响煤矿井下地应力的重要因素。垂直应力总体上随埋深增加不断增大，但数据存在一定的离散性。最大、最小水平主应力总体上也与埋深呈正相关关系，但数据离散性更大。② 在浅部煤矿，地应力类型主要为逆断型应力状态(σH>σh>σV);在千米深井，主要为正断型应力状态(σV>σH>σh);介于两者之间主要为走滑型应力状态(σH>σV>σh)。③ 水平应力与垂直应力的比值(包括最大、最小水平主应力与垂直应力的比值;平均水平主应力与垂直应力的比值;最大水平主应力与最小水平主应力之差与垂直应力的比值)，埋深越小，这些比值离散性越大，分布范围越广。随着埋深增加，比值的离散性和范围越来越小，并逐渐趋于某一定值。④ 粉砂岩、细砂岩、泥质砂岩和泥岩4类岩性地应力数据统计结果表明，总体上，岩石强度越高，承受的水平应力越大。⑤ 弹性模量较大的岩石，水平应力较高;弹性模量较低的松软破碎岩层，水平应力较低。     

煤矿实测地应力与埋深关系的回归统计与分析

为深入研究煤矿地应力与埋深的关系,以“中国煤矿应力环境数据库”为数据统计来源,经过数据的转换和筛选,最终选取1 147组地应力数据作为研究对象,采用数理统计和力学的方法重点对主应力、三向侧压比、水平剪应力等参数随埋深的变化进行了分析。研究结果表明：(1) 1 147组实测数据中,逆断型应力状态(σ_H>σ_h>σ_V)占25%,走滑型应力状态(σ_H>σ_V>σ_h)占55%,正断型应力状态(σ_V>σ_H>σ_h)占20%;中低应力区数据较多,占65%以上。煤矿井下三向应力在埋深0～148 m时,为逆断型应力状态;在埋深148～1 089 m时为走滑型应力状态;埋深超过1 089 m时为正断型应力状态。(2)埋深越小,侧压比分布越离散,取值越大;埋深越大,侧压比越小并最终趋于固定值,平均主应力侧压比K_av趋近0.6,最大主应力侧压比K_H     

预掘回撤通道稳定性机理分析及应用

分析了影响预掘回撤通道稳定性的主要因素,提出了工作面剩余煤柱力学分析模型,揭示了工作面剩余煤柱动态力学变化特征。通过数值模拟方法研究了逐步开挖条件下,回撤通道两侧煤体的应力响应特征,发现回采末期回撤通道两侧煤柱存在明显的应力转移现象;数值模拟得到工作面剩余煤柱应力变化趋势与理论预测值有较好的吻合。采用应力测试技术对煤壁应力和垛式支架载荷进行了现场监测,应力监测结果与理论预测以及数值模拟结果具有一致性。采用多种手段对预掘回撤通道应用所涉及的力学作用机理进行深入的剖析。     

矿用大直径高强预应力锚索的开发及应用

基于我国煤田开采深度的不断增加,地应力逐渐加大,要求提高巷道支护强度,开发了SKP18.9-1/1820型和SKP22-1/1670型大直径高强锚索,使锚索的最低破断荷载和延伸率得到大幅度提高.大直径锚索进行应用试验,结果表明,大直径锚索在高地压和顶板破碎的困难巷道支护中起到很好的支护效果,明显减少了巷道的维修量,杜绝了顶板事故的发生.     

注浆加固对回撤通道稳定性影响的模拟分析

通过数值模拟和现场试验的方法揭示对贯通侧煤帮预注浆加固这一增强内部支护强度的方法对回撤通道稳定性的影响,通过是否注浆加固的对比性分析,得出注浆加固对提高预掘回撤通道围岩稳定性有着积极影响。注浆加固后,预掘回撤通道两侧煤柱垂直应力分布明显改善,回撤通道顶、底板表面位移及工作面剩余煤柱顶板下沉位移显著减少,底板弯曲变形减轻,锚杆受力降低。实际表明注浆加固有利于煤柱保持稳定性,为合理应用和推广注浆法加固回撤通道技术奠定了基础。     

小孔径预应力锚索力学效应分析

通过FLAC3D数值模拟和工程实践,说明了锚索在支护当中的力学效应和作用机理,并阐述了锚索预应力在支护中的关键性。     

QB152型便携式注浆泵研制及应用

QB152型便携式注浆泵是气动泵,采用两阀联动控制活塞的往复运动,快速无滞后;采用双级球形重力式单向阀形成注浆压力。简要介绍了QB152型便携式注浆泵的工作原理、工作性能、参数选择、结构设计特点及综合性能分析,并通过现场应用证明其性能及应用效果。