巷道复合顶板离层的影响因素敏感性分析

为分析各种因素对复合顶板离层的影响程度,选用原岩应力、巷道宽度、复合顶板岩性、复合顶板厚度及结构面黏结力和内摩擦角6个因素5水平的正交实验数值,模拟分析了不同条件的离层值和结构面分离范围.结果表明:巷道宽度和复合顶板厚度对层间离层值和结构面分离范围都产生显著影响,随巷道宽度增加和复合顶板厚度减小,离层值和结构面分离范围近于线性增加;一定范围内原岩应力、复合顶板岩性对结构面分离范围产生显著影响,对结构面层间离层有一定影响;结构面黏结力和内摩擦角对离层和结构面分离范围影响很小.     

厚硬火成岩下采动离层发育规律与判别方法

针对在厚硬火成岩顶板下的采煤工程实例,理论分析了离层空间形成的机理与条件,并对研究区首采面"空腔型"离层空间位置进行判别;采用数值方法和光纤监测技术对厚硬火成岩下离层空间的演化与覆岩变形特征进行了过程模拟和动态监测分析。研究表明:首采面顶板覆岩共发育5处"空腔型"离层;上覆硬岩运移过程可分为下部支撑、底部离层扩展、失稳运移、离层闭合4个阶段;光纤监测结果在离层位置拉应力值逐渐增大,当离层上覆岩层受自重应力而失稳时,离层由下位岩层逐渐向上位岩层发展,直至发育到上位火成岩为止,这与数值模拟、理论判别结果相一致。     

采动巷道复合顶板离层破坏机理与预测方法

复合顶板产生的离层破坏对巷道顶板整体稳定性起着较大的控制作用,针对巷道离层破坏机理不明、难以预测等问题,以赵固一矿复合顶板回采巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示巷道复合顶板离层破坏机理,获取不同软弱岩层位置和不同应力环境条件下的顶板离层区分布特征.结果表明:采动巷道塑性区最大深度通常朝向顶板,形成深度较大的塑性破坏影响区,当塑性破坏影响区内含有软弱薄层,顶板深部软弱薄层即出现塑性压剪破坏,工程上表现为顶板离层现象.据此,提出巷道复合顶板离层破坏预测方法并开发配套系统软件,可为巷道复合顶板整体稳定性控制与冒顶预警提供基础依据.     

新集矿区锚杆支护复合顶板离层稳定性分析

在分析新集矿区锚杆支护锚固区内外顸板离层不稳定呈现典型形式的基础上，根据工程实测，将锚杆支护复合顶板总离层分离为层间离层和塑性离层，并根据判别标准对离层稳定性进行了判别，最终确定了保持锚固区内外顶板离层稳定时应采用的合理锚杆支护参数。     

基于损伤分析的复合顶板煤巷离层判定

针对复合顶板极易离层张拉破坏而失稳的特点,基于围岩的损伤分析,给出复合顶板离层判定模型。该模型采用Weibull统计函数和Mises屈服准则,解析围岩损伤参量,结合复合顶板岩层挠曲计算式,由下向上逐层判定复合顶板离层位置,并计算离层值。计算结果表明,该模型成功地应用于复合顶板离层判定,与现场实测值误差仅3%。     

多类型复合顶板锚杆预应力场分布特征及支护优化

针对煤矿巷道顶板岩层结构的多样性与复杂性,通过大范围顶板原位强度测试和围岩结构窥视,对巷道顶板结构类型进行划分,对比分析了不同顶板类型和锚固参数下锚杆预应力场的分布特征,对复合顶板巷道锚固参数进行了优化,结果显示:晋能集团阳泉矿区主采煤层巷道顶板类型可分为软弱型、软硬相间型、下硬上软型和硬软相间型;无论是单一岩层还是复合岩层,锚杆预应力整体上呈“两拉一压”的分布特征;在复合岩层中,层理面是阻碍锚杆支护应力传递的主要因素,层理面越多,形成的有效压应力范围越小;通过施加高预紧力和使用大护表构件,可以有效扩大锚杆压应力区范围;通过调整锚固长度或锚杆长度,使层理面位于压应力较高的区域,可以有效避免巷道顶板垂向离层和水平错动。以软弱型顶板巷道为例,开展复合顶板巷道围岩锚固支护优化现场实践,验证了理论研究的可行性。     

顶板中软弱夹层对巷道稳定性影响研究

巷道顶板中含有软弱夹层,它的位置和厚度是影响顶板稳定性的重要因素,结合岩石力学、材料力学知识,采用理论分析、数学计算等综合方法,以层状复合岩梁为基础,通过铰接岩梁稳定性分析,对软弱夹层的厚度、位置对顶板稳定性的影响进行研究.得出了当组合梁的中间软弱夹层厚度一定时,随着软弱夹层离顶板越来越远,顶板所受的最大拉应力也越来越小,而且曲线规律变化的结论;同时推导出了岩层厚度与稳定跨距的关系,确定离层跨距为稳定性判别指标.将研究成果应用于实践,取得了很好的效果.     

巷道顶板离层群对锚固荷载影响的弹性分析

巷道顶板围岩由于变形的不协调常常会产生单个离层或多个离层群。在单个离层弹性分析的基础上,根据叠加原理对离层群引起的锚杆应力分布进行了归纳,得出应力曲线为多峰曲线。通过对不同情况的参数分析,得出:离层值越大,离层位置越靠近边缘,离层对锚固体的荷载影响就越大。离层对锚固体剪应力的影响较大,锚固体界面会因离层值过大而产生滑移破坏。     

采动覆岩变形BOTDA分布式测量及离层分析

根据杨柳矿地下煤层开采和岩层特征,采用BOTDA光纤传感技术:研究了覆岩变形分布式监测方法,分析了采动引起的覆岩变形特征,探讨了离层变化机理。研究结果表明,回采工作面在通过监测孔垂向线过程中,在经过监测孔之前,随着工作面与监测孔距离的减小,采动覆岩的应力越明显且压应力变化值越大,其应力变化范围为覆岩中变形位移顶部到其上稳定硬岩之间;回采工作面经过监测孔之后,随着工作面的推进,覆岩中逐渐产生离层,并在离层位置拉应力值逐渐增大,其拉应力值大小与稳定硬岩厚度及力学性质、开采范围和距煤层顶板的距离有关。离层分布式监测结果与理论计算结果基本吻合。     

新集二矿1608运输巷顶板离层特征分析

为了解决新集二矿1608运输巷复合顶板原锚杆支护存在问题,选用合理锚杆支护参数保持巷道复合顶板离层稳定,基于对塑性离层和层间离层随时间变化的不同特点分析,将工程实测的新集二矿1608运输巷复合顶板总离层分离为层间离层和塑性离层。结果表明该巷道复合顶板离层不稳定主要是由层间离层引起的,原锚杆(索)支护主要为总预紧力不够,在增加锚(索)预紧力基础上调整锚杆(索)间距和排距,经工程实际应用,取得了很好支护效果。     

巷道顶板离层对锚杆载荷影响的弹性分析

针对巷道顶板岩层变形不协调产生的离层量过大会使锚杆失效的问题, 对离层产生的锚杆附加应力建立弹性力学模型, 根据岩层相对移动时拉拔载荷对锚杆的作用机理, 得出离层作用下锚固体的应力分布形式, 分析发现： 在相同离层位置条件下, 离层值越大, 离层对锚杆产生的附加应力就越大; 在相同离层值条件下, 锚杆中心处应力最小, 越靠近边缘离层产生的附加应力越大, 离层位置和锚固体的轴力、 剪应力呈非线性关系。     

采场顶板离层水"静水压涌突水"机理及防治

分析了采场顶板离层水涌突水实例,在此基础上分析了离层水形成的基本条件,总结提出了离层水"静水压涌突水"的离层水涌突水类型,探讨了采场顶板离层水"静水压涌突水"的形成机理.采场顶板离层水"静水压涌突水"的主要诱导因素为离层水的静水压力,判别关键是确定采场顶板离层水的静水压力及其可突破的相对隔水层厚度.可通过破坏离层的"封...     

细粒煤液固流化床分选技术国内外研究现状分析

论述了细粒煤分选在洁净煤技术中的重要地位以及液固流化床分选机的应用和理论研究的现状,指出液固流化床分选细粒煤是经济适用的分选方法。建议加强液固流化床分选的基础理论研究,特别是对液固流化床分选动力学特性以及结构参数对分选效果的影响方面进行研究。     

内构件对提高干扰床细粒煤分选性能的影响

为提高干扰床对细粒煤的分选性能,在干扰床内加入内构件,对比分析了加入内构件前后干扰床的分选效果。结果表明,对于灰分21.57%的1.50～0.25 mm细粒煤,为使精煤灰分不超过10.00%,普通干扰床的表观水速不宜超过23.50 mm/s,所得精煤灰分和精煤产率分别为9.00%、72.56%,可能偏差Ep为0.123 g/cm3。在相同试验条件下,加入内构件的干扰床在一定程度上能抑制煤粒的错配效应,强化了煤粒基于密度差异分离的趋势,提高了干扰床的分选性能,所得精煤灰分和精煤产率分别为8.83%、80.12%,可能偏差Ep为0.085 g/cm3。     

离层注浆技术在冲击地压防治中的应用

针对华丰煤矿巨厚砾岩覆岩运动引起的冲击地压灾害现状,分析了离层注浆控制覆岩运动的作用机理,并结合矿井离层注浆工程实例,探讨了离层注浆技术在冲击危险矿井中防灾减沉的作用效果.覆岩离层通过注浆充填,可使地表减沉率达50％以上,能有效地控制离层上覆岩层的垮落运动,大大减轻了因巨厚砾岩断裂引起的冲击地压危险.作为一种积极主动治理矿井灾害的方法,离层注浆技术实现了煤矿安全绿色开采,取得了明显的经济效益和社会效益.     

新型床面摇床分选机理及试验研究

以摇床床面结构是影响摇床分选的重要因素为依据，在分析传统床面摇床存在问题的基础上，对一种新型床面摇床的结构特征及分选机理等进行了研究，并与传统床面摇床进行了对比实验．研究表明，新型床面摇床上矿粒不仅具有空间松散特性，而且轻重矿粒沿纵向运动的差别更大；新型床面摇床具有明显强化摇床分选的效果．     

变径水介质分选床工作原理及分选机理研究

变径水介质分选床是一种新型重力选矿设备,为研究其分选机理,采用ANSYS FLOTRAN软件模拟流场分布情况,得到流场分布规律;对废弃线路板颗粒在变径分选床中的运动进行理论推导,得到颗粒运动位移动力学方程;同时对床体上部气-水界面取样研究,得到结论:分选床顶部气-水界面即为颗粒成为溢流或底流的分界面,并得到相应的分离方程。     

叠加开采应力及覆岩离层动态变化数值模拟

根据工程地质条件及其地应力实测结果,利用离散元法对工作面进行了采前岩体初始地应力状态数值模拟;沿工作面走向剖面上煤层(10,7煤)叠加开采应力场及其上覆岩层离层的动态变化数值模拟,再现了随着工作面推进应力场和离层动态发展的变化规律.并根据模拟结果进行岩浆岩及厚层砂岩能量积聚及动态破坏危险性分区预测分析.结果表明由于10煤先期开采,破坏了7煤煤系地层的原始应力状态,使部分岩层内有较大的应力集中;7煤回采破坏了岩浆岩的极限平衡拱根基,使其产生动力冲击失衡.这一现象恶化了7煤开采的覆岩应力条件,不利于7煤工作面的回采.     

晋城无烟煤结构面剪切参数的试验测定与估算方法

为研究晋城无烟煤的煤体结构面剪切强度及相关参数,通过对取自寺河煤矿3号煤层的含结构面煤体试样进行不同法向应力下的直剪试验,并对结构面形貌进行三维摄影测量,得到了剪切强度的试验值及估算值。试验结果表明:在低法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 0～39. 2 GPa/cm,剪切刚度取值为3. 1～26. 6 GPa/cm,中等法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 8～62. 0 GPa/cm,剪切刚度取值为4. 3～18. 2 GPa/cm,煤体结构面黏聚力平均值0. 67 MPa,峰值摩擦角平均值37°,同时结构面法向刚度、剪切刚度、剪切强度都随法向应力增大而增大,实验结果可为数值模拟中参数的选取提供一定参考。对比估算剪切强度值与试验剪切强度值表明,运用JRC-JCS模型能较好的预测煤体结构面剪切强度。