【摘 要】
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为探究孔径对钻孔卸压围岩整体力学性能的影响规律,对含不同钻孔标准试样进行数值模拟试验研究.研究表明:随孔径增加,围岩的破裂面与主应力方向夹角增大,内摩擦角减小,峰值应变减小,峰值强度降低,弹性模量几乎不变,围岩承载力弱化.提出孔径-试样宽度比(D/W),得到D/W合理范围为0.038～0.113.随孔径增加,D/W＞0.03,围岩整体强度稳定;0.019＜D/W＜0.113,围岩整体内摩擦角不变;0.038＜D/W＜0.175,围岩整体峰值应变降低减缓.卸压孔径-试样宽度比对整体强度的弱化存在定量关系,得
【机 构】
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太原理工大学矿业工程学院,太原030024;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017;太原理工大学矿业工程学院,太原030024;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017;
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为探究孔径对钻孔卸压围岩整体力学性能的影响规律,对含不同钻孔标准试样进行数值模拟试验研究.研究表明:随孔径增加,围岩的破裂面与主应力方向夹角增大,内摩擦角减小,峰值应变减小,峰值强度降低,弹性模量几乎不变,围岩承载力弱化.提出孔径-试样宽度比(D/W),得到D/W合理范围为0.038～0.113.随孔径增加,D/W＞0.03,围岩整体强度稳定;0.019＜D/W＜0.113,围岩整体内摩擦角不变;0.038＜D/W＜0.175,围岩整体峰值应变降低减缓.卸压孔径-试样宽度比对整体强度的弱化存在定量关系,得到孔径-试样宽度比与强度计算公式.上述结果为深部巷道钻孔卸压围岩卸压孔孔径、钻孔间距的确定提供参考依据,提升了深部巷道钻孔卸压围岩的安全性.
其他文献
采用试验研究的方法,以新疆小红沟煤矿B3、B4煤层为研究对象,分析浸水耦合作用对煤体强度的影响.通过煤样天然含水率和吸水性的测定试验,研究煤样的含水率与浸水时间的相互关系;对浸水的煤样进行超声波检测试验及单轴压缩试验,分析浸水对煤岩体物理力学性质的影响.研究结果表明:煤样的含水率随着浸水时间的增加而增大,煤样在浸泡3d后达到饱和状态含水率不再增大;随着浸水时间的增加煤样弹性模量、剪切模量和单轴抗压强度均减小;浸水后的煤岩体试件在第1次达到峰值强度后,还存在一定的承载能力,煤样的弹性降低塑性增强,同时伴随着
为解决某煤矿1岩巷爆破时岩块抛掷损伤钻装机及爆堆分散影响出碴效率的问题,通过理论分析归纳了控制岩块抛掷范围的思路,提出了集中近距抛掷爆破技术,对相关参数设计后将该技术进行现场应用.应用观测结果表明:与原方案相比,抛掷距离超过15 m的岩块集中于钻装机右侧且数量明显降低,个别岩块最远抛掷距离自30 m降低至18 m,全断面起爆后爆堆集中在工作面前方8.5 m范围内并向巷道右侧集中;在循环进尺提高的基础上,出碴时间控制在3h之内.通过应用集中近距抛掷爆破技术,钻装机组受到有效保护,出碴效率得到进一步提高.
为了提高特厚煤层资源回收率并改善临空巷道应力环境,以铁北煤矿主采Ⅱ2a特厚煤层为工程背景,利用巷道顶板断裂后形成“内外应力场”理论和煤柱极限平衡区理论,确定了临空巷道窄煤柱留设宽度范围为5.6～10.84 m.二次回采扰动影响下的宽煤柱侧向支承压力分布特征显示,煤柱0～7.5 m内煤体处于塑性状态,最终确定沿空掘巷窄煤柱合理留设尺寸为8.0 m.现场工程实践表明,掘巷后煤柱3.0 m范围以外裂隙基本不发育,煤体完整性较好;锚杆受力变化波动不大;掘巷32 d后巷道变形量逐渐趋于稳定,围岩变形控制效果良好.
针对深部高应力巷道围岩大变形与支护结构失效严重等问题,以皇后煤矿15108回风巷为背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场工业性试验等方法.在对巷道围岩破坏机制进行深入分析基础上,提出了高应力巷道深-浅刚柔耦合锚注支护技术.对原始支护方案与深-浅刚柔耦合锚注支护方案进行对比分析.工程实践表明:深-浅刚柔耦合锚注支护方案较原始支护方案在围岩塑性区以及应力分布方面都有较为明显改善,巷道围岩变形量得到有效控制,实现了深部高应力巷道围岩稳定性控制.
为解决红庆梁煤矿11303回风巷泥质砂岩底板的变形问题,通过现场调研和室内实验研究了该巷道底板水理性质,并结合数值模拟揭示了巷道底板的变形机制.研究结果表明:底板泥质砂岩含黏土矿物,遇水易体积膨胀,底板破坏类型主要为遏水膨胀底鼓;巷道开挖后,垂直位移主要发生在顶底板,以顶底板为边界向两侧扩散,底板扩散宽度较大,顶板扩散深度较大;受帮部高应力影响,底板位移分布与重力方向所成夹角相关.
通过分析多个定向钻孔套铣打捞应用案例的实施数据,对套铣打捞实施过程中的套铣钻头选择、套铣回转速度控制、套铣异常情况处理等关键技术进行了研究.研究结果表明:φ168 mm和φ153 mm这2种套铣钻头对套铣打捞的影响基本一样,从套铣孔径级配考虑,应优先使用φ168 mm套铣钻头;套铣回转转速在30 r/min时可以获得最佳的套铣打捞效果;对于异常情况的处理,要灵活运用冲洗液、短扫孔作业和扩孔技术,其中短扫孔作业间距控制在15～30 m.
综采工作面过空巷时顶板控制效果直接决定着能否安全顺利过空巷,尤其是弱胶结软岩条件下.在分析空巷工程地质条件的基础上,构建工作面过空巷支护结构力学模型,提出锚索加木垛为主的非对称性补强支护,并进行现场应用.结果 表明:随工作面不断推进空巷整体表面移近量有所增加,增量不明显.顶板(锚索)受力呈现先增后减的趋势,距离工作面55～65 m时开始急剧上升,在15～22 m处达到压力峰值,峰值压力约为127 kN,没有超出补强控顶支护极限;支架受力较之前回采时有所降低,平均降低18％左右.研究结果表明,该顶板联合补强
针对龙门峡南煤矿沿空留巷围岩变形严重且传统支护困难的问题,采用理论分析、数值模拟和实验室实验相结合的研究方法,从巷旁充填体承受载荷、墙体材料强度以及承载时应力状态三方面入手,提出巷旁柔模墙体承受载荷进行材料的配比选择,并根据其承载时应力状态得出需通过在墙体内部进行植筋以提高其抗滑和抗倾覆能力,最后结合龙门峡南煤矿3131工作面沿空留巷具体工况提出支护方案,并进行工业性试验,取得了较好的控制效果.
针对如何解放“三下”呆滞煤炭资源、控制地表沉陷问题.以同煤某矿工业广场开采回采面充填与停采方案下沉陷控制为工程背景,应用开采沉陷理论,得出回采面开采宽度、充填宽度及停采保护煤柱宽度三者协调关系与其对地表沉陷影响规律,并对地表移动、变形的大小、范围以及对地面建筑物的危害程度进行评估.结果 表明:回采面开采宽度、充填宽度和停采后煤柱留设宽度共同决定了开采沉陷规律,对比局部充填方案和全部充填方案,得出局部充填方案即可以实现开采沉陷控制,形成停采煤柱与充填开采协调控制地面沉陷技术体系,在开采沉陷影响达标情况下,其
以张家峁煤矿22202工作面主运巷为工程背景,基于跨界厚层锚固原理提出了适合张家峁煤矿厚煤层大断面回采巷道的高效跨界支护方案,通过理论分析和数值模拟验证了该方案在浅埋厚煤层大断面巷道中应用的可行性,并成功开展了现场工业性试验,实现巷道掘进速度提高约78.6％,同时矿压观测结果表明新方案实施后相比原支护方案顶板下沉量和两帮收敛量分别降低77％和74.4％,顶板裂隙发育显著减少,实现了该类型煤巷围岩安全控制和掘进效率提升,为西部类似条件千万吨级别矿井实现安全高效开采提供了参考.