煤矸石细颗粒对喷射混凝土强度影响的试验研究

为了实现矸石废弃物的高效利用,探究自燃煤矸石细颗粒对喷射混凝土强度的影响,研究了矸石细颗粒在粗骨料中不同掺量对混凝土试块抗压强度的影响,以及替代细骨料对混凝土试块及胶砂试块的抗压强度的影响,利用SPSS数据分析软件对实验数据进行了分析。结果表明:细颗粒在粗骨料中的掺量对混凝土强度有显著的影响,细颗粒掺量不应超过10%,超过10%时混凝土强度显著降低;细颗粒替代河沙做细骨料有利于混凝土强度的提高,且对混凝土早期强度影响不明显,28 d混凝土强度差异性显著;矸石细颗粒胶砂试块强度优于河砂胶砂试块,龄期越长强度差异性越明显。     

资源整合时期矿井通风系统优化与设计

对金阳煤矿现有通风系统井巷进行阻力测定,分析矿井通风阻力分布情况,得出通风系统存在阻力分布不均、主通风机老化等问题;结合资源整合时期矿井通风系统易出现问题,通过对金阳煤矿和南宁煤矿原有井巷的优化贯通、开掘新巷道、更换主通风机等措施对资源整合矿井通风系统进行改造,并提出通风系统整体优化方案。通过结构化网络解算操作流程进行可靠性分析,并在满足矿井通风安全基础上,对各方案进行技术比较及方案优选,确定矿井资源整合时期通风系统最优改造方案。     

基于模糊综合评判的隐伏陷落柱突水几率研究

运用模糊数学原理,建立符合实际的隶属函数,应用层次分析法确定各因素权值,构建了适合隐伏陷落柱这种特殊构造的突水几率综合判别模型。结合安徽淮北地区刘桥一矿工程实例,对该矿A8号陷落柱在采动影响下的突水几率进行了评价。     

深井大型硐室厚坚硬底板破坏机理及控制技术

针对深井大型硐室厚坚硬底板底鼓难题,以千米深井唐口煤矿绞车房硐室为工程实例,研究底板破坏机理:深井大型硐室厚坚硬底板开挖初期表现出明显的分层屈曲损伤破坏特征,随后在高应力作用下沿损伤破坏面滑移错动鼓起;以薄板屈服理论推导了底板屈曲破坏临界载荷。以控制厚坚硬底板的屈曲损伤破坏为出发点,基于硐室底板整体加固控制原则,提出了底板组合桩基群加固治理技术:以反底拱技术为基础,借助底板横向组合钢梁及双层链接钢筋网,辅以混凝土整体浇筑组合形成底板强基础梁结构,均衡底板受力,防止局部地点高应力集中;以高预应力锚索束和高压封闭注浆技术胶结加固围岩形成底板组合桩结构,阻断围岩应力向底板传递和转移;最终形成多排锚索束张拉强基础梁的组合桩基群结构,现场应用效果良好。研究成果对于当下日益加深的深部大型硐室及大型地下空间支护具有一定的指导和借鉴意义。     

中小型资源整合矿井通风系统特点分析及优化设计

针对九龙山与楼德煤矿资源整合时期合并矿井存在的局部供风困难、主要通风机无法满足矿井实际需要以及内部角联分支稳定性较差的问题,对现有矿井通风系统进行了阻力测定并分析其阻力分布情况,据此提出矿井资源整合方案;利用计算机网络模拟软件对各方案进行网络模拟分析;通过经济、技术、稳定性3方面的比较,确定矿井资源整合最优方案。     

强黏结性易泥化焦煤粉尘润湿性研究

焦煤粉尘具有强黏结性、易泥化等特点。采用接触角法和正向渗透法测定焦煤的润湿性能并优选润湿剂。研究结果表明:不同煤层部位焦煤粉尘润湿性差异较大,中部煤层易于润湿;通过矿井水与蒸馏水的对比试验得出矿井水的润湿效果较好,10种润湿剂的对比试验得出非离子表面活性剂优于阴离子与两性表面活性剂,正向渗透法得出高温时润湿剂有较好的润湿效果,同时随浓度的增加在一定范围内润湿效果与之成正比;利用润湿角和润湿速度法,最终确定浓度为0.3%的JFC-6为最优润湿剂。     

燃煤矸石喷射混凝土界面结构分析与性能研究

通过自燃煤矸石骨料压碎值、吸水率、粒径分布测定和混凝土抗压强度试验研究了矸石骨料替代天然骨料及碱性拌合水对喷射混凝土抗压强度的影响,并利用SPSS软件对实验数据进行分析。结果表明：骨料类型对混凝土强度影响不显著;碱性拌合水有助于矸石混凝土3 d、28 d强度的提高,而对1 d及石子混凝土各龄期强度影响不明显。SEM观察和分析表明：矸石疏松多孔、易吸水、粗糙的表面特征有利于水泥砂浆的附着,有效降低了高拌合水量下界面处的水灰比,减少了对强度不利的界面过渡区的厚度;碱性的矿井水有助于激发自燃煤矸石中活性SiO₂和Al₂O₃的溶出,这些活性物质与界面处聚集的Ca(OH)₂发生反应产生凝胶,提高了界面过渡区的密实度。     

深部大型硐室壳体均撑支护控制技术

针对当下煤矿深部支护难题,立足于服务年限长的大型硐室,提出深部大型硐室支护控制原则:全断面均撑、耦合让压及超强防冲支护。基于壳体的优良力学性能,借鉴建筑和岩土工程领域的相关技术,提出深部大型硐室壳体均撑支护控制技术:以"U型钢棚+双层链接钢筋网"并辅以混凝土整体浇筑,形成内层衬砌承重强壳体;以"浅部注浆+预应力注浆锚索+高压封闭深部注浆"形成外层围岩自承载壳体;两者组合形成沿硐室轴向的连续双层壳体结构,通过锚索高预应力张拉内层承重强壳体,在硐室全断面内提供均布预应力,实现硐室全断面均撑支护。系统分析了壳体均撑支护作用机理与技术优势,推导了内层壳体最小承载能力计算方法及硐室稳定性判据。研究成果在千米深井唐口煤矿大型绞车房硐室进行了成功实践,对于当下矿井深部支护具有重要指导和借鉴意义。     

资源整合时期矿井通风系统优化与设计

对金阳煤矿现有通风系统井巷进行阻力测定,分析矿井通风阻力分布情况,得出通风系统存在阻力分布不均、主通风机老化等问题;结合资源整合时期矿井通风系统易出现问题,通过对金阳煤矿和南宁煤矿原有井巷的优化贯通、开掘新巷道、更换主通风机等措施对资源整合矿井通风系统进行改造,并提出通风系统整体优化方案。通过结构化网络解算操作流程进行可靠性分析,并在满足矿井通风安全基础上,对各方案进行技术比较及方案优选,确定矿井资源整合时期通风系统最优改造方案。