刘桥一矿单体面矿压显现

通过对刘桥一矿单体液压支柱工作面实测，得出了工作面矿压显现一般规律，分析了支柱受力特征，探讨了合理支护密度问题。     

大倾角煤层长壁开采顶板受载与变形破坏倾角效应

大倾角煤层长壁工作面安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,以新疆2130煤矿25221大倾角长壁综采工作面为研究背景,采用"现场监测+数值计算+模拟实验+理论分析"相结合的研究方法,在对顶板的破坏-运移-充填特征综合厘定与分析的基础上,构建顶板力学模型,系统研究了充填矸石非均衡约束条件下顶板的非对称变形破坏特征及其倾角效应.结果表明:在大倾角煤层开采中,煤层倾角的变化不仅会改变顶板的受载特征,亦会改变其对应的边界条件,且较前者而言,后者对顶板非对称变形破坏特征的影响更为显著.随着煤层倾角的增大,顶板所受法向载荷逐渐减小,充填矸石对顶板的非均衡约束效应逐渐增强,顶板的挠度和弯矩明显减小,挠度和弯矩沿工作面倾向的演化规律明显改变,顶板的最大变形位置由倾向中部区域向倾向上部区域迁移,顶板的最大弯矩位置由倾向下侧区段煤柱→倾向上侧区段煤柱→倾向中上部区域迁移.工作面倾向下部区域顶板受充填矸石支撑载荷作用后稳定性增强,顶板破坏运动的活动范围上移,工作面倾向中上部区域顶板岩层运动的幅度和剧烈程度加大,该区域煤壁、"支架-围岩"系统等在工作面推进过程中易出现动态失稳而引发围岩灾变.     

深部软岩特性对底臌的影响与数值模拟研究

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学特性试验分析了某矿深部软岩的矿物成分、微观结构及力学特性,研究了岩石的水理作用,界定了巷道的底臌类型,并采用有限差分FLAC3D分析不同状态下围岩性质及结构对巷道底臌的影响。研究表明,岩体与水耦合作用及支护方式是导致底臌的主要因素,提出了控制膨胀性底臌关键是防止水和岩体的耦合作用,改善围岩结构,提高岩体强度。     

基于AutoCAD的FLAC3D地下工程快速建模方法研究

 FLAC3D网格建模主要采用命令驱动模式。在模型工程地质条件较复杂的情况下,其建立三维网格模型的效率明显降低。针对采矿工程领域的数值模拟计算问题,研究了AutoCAD平面图形向FLAC3D模型转换的方法。利用AutoCAD建立了FLAC3D模型,并给出了详细的方法与步骤,实现了利用FLAC3D分析问题时方便、快捷地建立复杂地质模型。     

矿井瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型研究

矿井瓦斯浓度监测是瓦斯事故最直接有效的防控手段之一,为提高监测信息的利用效率,提出了一种瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型。首先应用拉伊达准则实现瓦斯浓度监测缺失值构建,其次采用滑动Lagrange插值方法进行缺失值预测,最后基于自回归差分移动平均模型(ARIMA)序贯学习,依据L1范数最小化原则,确定出Lagrange-ARIMA序贯学习窗口合适尺度,进行瓦斯浓度实时预测。实例仿真显示:Lagrange-ARIMA实时预测模型处理瓦斯浓度时间序列缺失值平均误差为1.397%,当序贯学习窗口尺度为85时,预测的瓦斯浓度序列平均绝对误差(MAE)为0.011 8。相比传统ARIMA静态学习模型,建立的Lagrange-ARIMA模型学习窗口尺度降低了90.3%,建模复杂度显著降低,MAE降低了16.3%,预测精度能满足现场需求。     

大倾角煤层群开采岩移规律数值模拟及复杂性分析

采用数值计算软件FLAC3D对东峡煤矿大倾角煤层群走向长壁开采进行了数值计算,并结合现场监测进行了对比分析,总结了工作面开采围岩移动的规律性和复杂性.结果表明,在大倾角煤层群开采时,无论是围岩应力还是岩层运移都表现出与单一大倾角煤层不同的特征,变化现象趋于复杂,上层煤开采不仅影响了上覆岩层的运移规律,而且对下层煤产生了扰动,影响了下层煤开采,其主要表现为上层煤开采的卸载扰动和支架、采空区垮落体的加载扰动.研究结果为现场开采实践提供了科学依据.     

巷道支架力学试验方法探讨

结合近年来巷道支架的实验室试验方法，包括另部件和整架支架试验作一介绍，分析了表达支架力学性能的合理指标，试验加载方式及支架试验评价内容，对现有试验规范提出了改进建议。     

基于支架-围岩耦合原理的模拟试验液压支架及测控系统研制与应用

目前模拟试验中支架–围岩不能很好地满足强度、刚度和稳定性耦合关系,支架的多维受力特征也被忽略。为了保证试验结果的准确性和科学性,建立支架三维受力力学模型,考虑邻架挤压力和架尾推力对支架的影响,在满足支架结构稳定和受力环境与现场支架相似的基础上,借助高精度应力/位移传感器实时获取了模型支架工作参数,研制模拟试验液压支架及测控系统,测试成套系统的性能,结果表明:两柱掩护式模型支架阻力范围0.046~0.528 k N,可以通过调整液压系统油压输出端压力和立柱内径实现额定工作阻力的输出;支架增阻阶段刚度基本不变,且承载动压冲击的能力较强;支架临界下滑角在三向受力下比单向压缩时要小,抗滑能力下降,但架间挤压力与架尾推力在一定程度上又抑制了其倾倒的发生。将模型支架应用于绿水洞煤矿3132工作面开采试验中,支架的工作阻力为22.42 MPa,与实测结果误差在5%以内。对采空区进行探测,模型支架与现场支架在调整围岩结构和应力场方面效能一致。     

相似材料模型实验中围岩垂直应力测试的实验研究

阐述了相似材料模型实验中测试模型采动过程中工作面顶板围岩应力形成的原理 ,以及测试方法和实验步骤 ,并分析了应力环式模型支架的工作特性与标定结果。两个实验实例表明 ,该方法能满足实验的需要 ,使模拟实验可定量化分析 ,其应用推进了支架与围岩相互作用关系的实验室研究。