煤层倾角对断层防水煤柱稳定性影响分析

煤层倾角是影响断层防水煤柱留设的重要因素,为了分析煤层倾角对断层防水煤柱及周围岩体的应力分布、塑性破坏及变形特征的影响,用理论推导和数值分析两种手段对其进行研究。研究表明,随煤层倾角的增大,煤柱及周围岩体的塑性破坏区增大,易造成断层带破坏区绕过煤柱与顶底板破坏带连通,同时因破坏区加大,在煤柱两侧边缘的应力集中现象减弱,为不同煤层倾角下断层防水煤柱的留设提供了依据。     

采动底板导水破坏深度滞后煤壁二次加深规律探测

率先明确探测并提出底板采动导水破坏深度滞后煤壁二次加深的观点,并先后选择晋城、榆林、鄂尔多斯多个煤矿工作面做了验证,利用现场测试条件,在煤壁推过测点后,仍对底板采动破坏规律实施注水试验与底板岩层应变连续性探测。探测结果表明:1)底板岩层首次破坏发生在工作面刚推过测点的应力集中区;2)工作面推过测点15~20 m,即过测点后的第1次周期来压时,测点位置的底板导水破坏深度出现二次滞后加深,破坏加深程度一般在1~2 m;3)工作面推过测点2~4个周期来压后测点位置底板岩层变形状态趋于稳定;4)工作面推过测点后第1次周期来压到第4次周期来压之间(工作面推过测点15~60 m)这段距离为底板滞后突水高风险区域;5)底板注水试验与岩层应变探测试验的探测结果一致性很高。     

司马煤矿底板断层活化突水机理分析

为分析煤矿采场底板断层采动活化机理,以司马煤矿为背景采用理论分析、数值模拟、室内试验等方法,在考虑采动应力和水压力的基础上进行了研究。推导出了完整底板及含断层底板采动破坏深度的表达式;采用模拟断层带填充物渗透性试验及FLAC~(3D)数值模拟软件,研究了煤层开采过程中应力变化对断层带渗透特性的影响,并通过现场断层带联通性试验验证了司马矿断层带阻隔水能力较弱。     

采动动载作用下底板岩层裂隙演化规律的相似模拟研究

在对多个矿区工作面进行现场探测发现工作面推过底板后的第一次顶板周期性垮落过程中,底板裂隙破坏深度会出现滞后加深的现象,为对这种特殊采矿地质现象进行分析,以某矿现场地质条件为依托,采用相似模拟手段,模拟采动动载作用下底板岩层裂隙演化规律。经研究发现:1)采空区底板岩层首次受顶板岩层垮落冲击作用后,底板岩层采动裂隙会出现滞后破坏加深的现象。在之后的2~3次顶板周期性垮落冲击过程中,底板岩层裂隙都有类似规律,但加深效果逐渐减弱;2)相似模拟试验的底板岩层位移与垂直应力监测结果证明了底板岩层经历了采前应力集中、采后膨胀泄压,采动动载冲击,采空区矸石充填平衡4个过程,底板裂隙的萌生、扩展以及再加深主要发生在1~2与2~3的转变过程之间,第4过程对底板裂隙的扩展实际是起到抑制作用的,底板破坏深度最大处一般出现在工作面推过测点后的1~2个周期来压至采空区底板被矸石充填压实之间这段距离,这也解释了为什么采空区滞后突水灾害时有发生;3)软弱底板岩层更易受采动影响,其位移与垂直应力的变化幅度较坚硬底板岩层而言明显偏大,但其底板裂隙发育深度和滞后破坏加深程度比坚硬底板岩层要弱。     

双幅盘式抗风立体停车库的设计

针对现有垂直循环类立体停车库普遍采用单幅盘悬挂、车辆依靠自重保持平衡、车位受风易左右摆动引发安全事故的问题,特设计了双幅盘式抗风立体停车库,不仅解决了现有立体停车库受风易左右摆动引发安全事故的问题,而且占地面积小、成本低,不影响附近居民的采光和草坪植被的生长。     

龙固煤矿深部开采底板防治水方案及注浆加固技术

针对煤矿突水事故发生次数和死亡人数多、造成的经济损失大的实际,提出注浆加固为防治煤矿突水的有效方法。龙固煤矿开采-550 m水平以深的21煤,其无构造块段已处于突水临界状态,为保证深部煤层的安全回采,需要对奥灰分布规律及顶部岩层进行分析,在巷道掘进过程中加强底板富水性探测并制定防治水方案。介绍了龙固煤矿21煤东三采区底板防治水方案的建立及注浆加固技术。利用现有资料对龙固煤矿水文地质条件进行研究分析,建立合理的方案并明确注浆加固技术,可以有效加固煤层底板并保证煤矿的安全回采,有效延长矿井寿命。     

混流式水轮机转轮抗磨蚀水力性能研究

转轮严重磨蚀是在多泥沙河流运行的水轮机普遍存在的问题。通过对含泥沙水流在水轮机转轮内流动特性的研究，成功设计出抗磨蚀的混流式水轮机转轮。该转轮已在九子溪水电站运行了4年半时间，未进行过磨蚀修复，机组还增容15.3％。实践证明，磨蚀研究成果及转轮设计思想是正确的。     

九子溪电站水轮机增容改造

介绍了为九子溪电站水轮机增容研制的新型转轮。实际运行结果表明,在电站工况不变和未采取其他措施情况下,新转轮使原机组功率增容相对幅值达１５．３％。机组在不利的小负荷工况下运行近４０００ｈ,未见磨蚀痕迹,抗空蚀、抗磨蚀性能成于原转轮,新转轮完全可替代老的ＨＬ７０２型号水轮机转轮。