层状顶板岩层中巷道稳定性研究

巷道顶板稳定性分析,是矿山巷道支护设计的主要根据,因此成为专门的研究问题,提出过多种计算模型和分析方法。本文则是根据板的柱形弯曲理论对层状顶板巷道稳定性进行研究,对顶板岩层进行了分析,建立了计算模型,确定顶板岩层稳定性的影响因素,从而提出维护巷道顶板稳定性的措施。     

锚喷支护参数设计与计算方法探讨

根据锚喷支护与围岩相互作用特点，对锚喷支护参数进行了理论上的探讨，提出了锚杆长度、直径、间距、排距和喷层厚度的理论计算公式，为现场工程支护参数设计提供了一定的理论依据。     

岩体结构面网络的计算机模拟

通过对桌坝址的实测数据统计分析，建立岩体结构面几何参数概率模型，在参数概率模型的建立过程中，发现有些参数服从泊松分布和威布尔分布，从而克服了传统4种模型的单一性，最后利用蒙特-卡洛模拟原理生成岩体结构面网络。     

西安地铁盾构施工地表沉降影响因素研究

针对盾构施工过程中诱发的地表沉降量预测问题,将地表下沉视为一随机过程,运用随机介质理论对地表下沉量进行预测计算,将隧道周围的收敛量ΔR分为3个组成部分,即开挖面处应力释放引起的超挖量、偏心超挖量以及盾尾施工间隙.目的是为了在利用随机介质理论预测地表沉降量时,将盾构过后隧道周围的弹塑性位移对盾尾施工间隙的影响考虑进去,使得预测结果更加可靠.提出的计算断面收敛量的方法并结合随机介质理论预测得到的地表沉降数据和沉降曲线趋势与实际结果符合.并通过计算发现此二维弹塑性位移对盾尾施工间隙的影响不容忽视.考虑了盾尾弹塑性位移后的预测结果与实测结果更加接近.     

混凝土中锚杆锚固荷载传递特性研究

混凝土中锚杆的荷载传递特性主要取决于螺纹钢筋-混凝土界面的剪切特性。基于螺纹钢筋-混凝土结构面剪胀及破坏机制,建立了适应于混凝土中锚杆荷载传递模型,求得了塑性破坏条件及弹性条件下锚杆轴力和剪应力的解析解。探讨了锚杆轴力和剪应力随锚固深度变化的分布规律,分析了不同拉拔力、锚杆直径、剪胀角对荷载传递的影响,并提出有关设计建议。深入分析了初始侧压应力对锚固段始端位移及其对锚杆-混凝土界面相对位移的影响,同种条件下,初始侧压应力越高,锚杆承载力越高。所得结果可以为混凝土中的锚杆设计和计算提供一种理论参考,具有一定工程实际意义。     

近距离煤层采空区下工作面矿压显现规律研究

针对上煤层已采的下煤层工作面回采时矿压显现规律不同于常规工作面的现象,在原有岩层移动理论基础上定义了承载层和主承载层的概念。分析了承载层断裂垮落过程对下煤层工作面矿压显现规律的影响。结果表明:承载层分层断裂引起的强度和影响范围各异的顶板来压在工作面叠加出现,导致工作面来压规律混乱;越靠工作面上部的岩层断裂对工作面矿压显现的影响越小且越靠工作面后方。最后,通过工程实例,验证了分析结果的合理性,说明该方法有广泛的使用范围。     

侏罗纪煤田顶板疏放水钻探设计方法探讨

为推广应用顶板预疏放水技术防治榆神府矿区侏罗纪煤田顶板水害,结合工程实践经验总结提出一种钻探设计方法。单孔设计以两个核心设计参数为基础,整体设计遵循5个基本原则,能实现可控性疏放水、疏放效果实时监测、疏放效果评价及矿井的疏供结合。该设计方法成功地应用于榆神府各大矿区,创造了显著的社会、经济及安全效益,具有工程借鉴及推广应用性。     

预应力锚索锚固段剪应力分布特性研究

基于弹性理论,利用弹性半空间体在边界上受法向集中力作用的布西内斯克应力解,建立了弹性理论空间模型,对预应力锚索锚固段剪应力沿长度方向的分布规律进行模型研究。得到剪应力沿锚固段轴向的分布曲线,求出了剪应力分布曲线的特征点;并通过与现场试验结果对比,验证了该模型的合理性,得出锚固段周边剪应力分布的合理结论。     

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f＞0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10-3 m-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。