【摘 要】
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柱式采空区上层遗煤蹬空安全复采的关键在于确保底板煤岩柱的采动稳定性.针对山西朔州中煤金海洋煤业公司6#煤层蹬空开采底板煤柱易失稳诱发上行工作面垮塌的现象,提出地面注
【机 构】
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太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024;山西省绿色采矿工程技术研究中心,山西 太原 030024;中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116
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柱式采空区上层遗煤蹬空安全复采的关键在于确保底板煤岩柱的采动稳定性.针对山西朔州中煤金海洋煤业公司6#煤层蹬空开采底板煤柱易失稳诱发上行工作面垮塌的现象,提出地面注浆充填加固底板煤柱工程技术,借助于注浆充填固结体对底板煤柱形成的夹持作用,抑制底板煤柱采动裂缝扩展并提升其承载能力.综合采用数值模拟、理论分析和现场实测,研究不同强度及高度充填固结体夹持作用下底板煤柱采动裂缝及极限承载能力演化规律,并以裂缝数量和峰值强度为指标,定量表征不同强度和高度充填体对底板煤柱采动裂隙扩展的抑制效应和承载能力的强化效应,研究揭示不同充填体高度和强度的“高-强”协同作用及其底板煤柱增稳机制,据此确定柱式采空区注浆充填材料合理强度的配比方案及注浆充填体临界高度,即粉煤灰水泥比为2:1的混合浆液、固结强度为4 MPa和高度至少为6 m的充填体.论文研究阐明了充填体强度和高度对底板煤柱的耦合增稳机制,可为蹬空安全复采下伏采空区注浆加固提供有益指导,对优质遗煤资源安全复采具有重要意义.
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岩体爆破过程中,爆炸应力波的加载率大,而爆生气体的加载率小,导致在炸药爆炸过程中爆炸应力波和爆生气体的作用时间存在明显不同。依据这一认识将岩体爆破过程分为2个阶段,即“动压作用”阶段和“准静压作用”阶段。基于LS-DYNA和PFC程序,建立了改进的岩体爆破离散元模拟方法。采用PFC程序建立岩体模型,实现岩体破裂、抛掷的模拟;采用LS-DYNA动力有限元程序获得炸药爆炸所产生的爆炸应力波,实现动压作用过程的模拟;采用Weibull分布函数建立爆生气体压力加载曲线,实现准静压过程的模拟。以山东黄金某金
岩体的剪切力学特性和变形破裂机制对围岩稳定性控制意义重大。本文首先通过恒定法向荷载(CNL)和恒定法向刚度(CNS)边界条件下砂岩的宏观剪切试验,揭示了初始法向应力对砂岩峰值剪切强度、法向应力、剪胀变形及声发射响应特征的影响;然后基于PFC2D颗粒流数值模拟研究了不同边界条件下砂岩剪切过程中细观裂纹扩展、颗粒位移场演化、变形破裂过程及剪切速率效应。结果表明:随着初始法向应力的增加,砂岩峰值剪切强度及残余剪切强度均线性增大,且与CNL相比,CNS边界条件下峰值剪切强度增加了46.57%~307.84%、黏聚
以所研究矿井1-2,2-2煤层大采高开采工程地质条件为背景,以遗留煤柱下2-2煤层22306平巷大变形破坏为主线,通过理论分析和数值计算研究大采高工作面煤柱扰动下底板巷道冲击机理。结果表明:煤柱底板应力与煤柱所承受载荷有关,而采高是影响煤柱支承压力的主导因素,煤柱支承压力随采高的增大而增大,导致底板固定点的应力升高,对底板的影响范围和程度增加;构建煤柱效应下底板冲击理论模型,并对冲击过程进行分区,得出底板最大影响深度达到46.6 m,对2-2煤层的开采有显著影响;数值计算工作面不同采
针对超大采高综采工作面煤壁稳定性差、易片帮的问题,以榆林地区超大采高综采实践为基础对超大采高综采矿压显现规律和煤壁片帮特征进行了分析,建立了煤壁稳定性“π”形力学模型,分析了煤壁稳定性的影响因素,并结合金鸡滩煤矿8 m超大采高综采提出了煤壁稳定性多维防控措施。研究结果表明:超大采高综采来压强度高、持续时间长,支架载荷与采高呈正相关;基于液压支架、顶板和煤壁“π”形力学模型提出了垂向、走向和倾向多个维度提高煤壁稳定性的针对性防护措施,即通过增强支架工作能力、增大护帮防护面积和护帮力、提升供液速度的多
针对某矿中央采区深部不规则孤岛煤柱区冲击地压防治问题,基于理论分析、数值模拟、现场实践等方法对煤柱区冲击地压机理进行研究,制定煤柱区煤岩强度弱化减冲方案。基于煤柱区空间覆岩结构特征,辨识不同煤柱尺寸下煤体支承压力分布形态,揭示深部不规则孤岛煤柱区煤体失稳冲击机理。研究表明,孤岛煤柱区在竖向剖面上为非对称“T”型覆岩结构,煤体应力多呈不对称“马鞍形”分布,煤柱为“高应力不规则孤岛煤柱”;模拟结果显示孤岛煤柱区支承压力呈不对称分布,煤柱区垂直应力峰值随工作面采空持续升高且逐渐向采区深部转移;制定煤
回撤通道的直接顶下沉量对设备回撤具有重要影响,本文基于基本顶断裂位置,建立了工作面贯通后回撤通道直接顶挠度力学模型,将支承应力表达式简化为与其拟合的x的n次抛物线函数,断裂位置不同,n的取值不同,推导出了回撤通道顶板中心线处直接顶下沉量表达式。312工作面基本顶断裂位置d约12 m,此时n取4,求得直接顶下沉量约为105 mm。在理论计算的基础上,对直接顶下沉量影响因素进行了分析,结果表明:直接顶下沉量随着基本顶断裂位置、煤层埋深、应力集中系数及回撤通道跨度的增大而增加,随着直接顶厚度及弹性模量的增大而减
为了实现对湿喷混凝土强度的高精度预测及其配合比的智能精细化选择,本文建立了一种新型的ANN-PSO-GA模型。首先采用粒子群算法(PSO)对人工神经网络(ANN)进行优化,实现其对湿喷混凝土强度的高精度预测。然后将训练好的ANN-PSO模块联合给定工程条件作为目标函数,利用遗传算法(GA)进行寻优,即可得到满足该目标下的最优配合比。研究结果表明:以金川二矿区支护为例,该模型对该矿湿喷混凝土强度预测的平均相对误差MRE为2.755%,可决系数R2为0.980。通过联合矿山精准支护需求,
本文以陷落柱的地质特征以及陷落柱地震波传播特征为基础构建陷落柱模型,采用声波方程基于单因素变化分别模拟不同的道间距和炮间距对陷落柱探测的影响,利用偏移剖面反射波振幅变化并结合地震属性分析与人工解释进行陷落柱断裂边界解释,以陷落柱横向分辨率的平均偏差为指标来判断探测精度,并对陷落柱直径解释误差采用射线追踪的方法进行了分析。结果表明,小道间距有助于提高陷落柱勘探分辨率,道间距为5 m、炮间距为40 m时,解释得出的陷落柱直径的精度相对较高。
在高应力作用下,巷道掘进时会对邻近既有巷道产生较大的扰动影响,引起先掘巷道围岩产生大变形而失稳破坏,且在反复扰动影响下深部软岩巷道群围岩稳定控制较为困难.以淮南矿区
In this paper,the asymptotic stability of Port-Hamiltonian (PH) systems with constant inputs is studied.Constant inputs are useful for stabilizing systems at th