煤单轴抗压强度特性的加载速率效应研究

为考察加载速率对煤单轴抗压强度特性的影响规律,利用TAW-2000型电液伺服岩石力学试验系统对取自山西省正利煤矿的4~(-1)号煤进行了不同加载速率下的力学性能测试,研究了峰值强度、弹性模量、轴向应变等与加载速率的关系,并探讨了试件可释放弹性应变能与耗散应变能随加载速率的变化规律。研究表明:1)与硬脆岩石不同,煤样的峰值强度随着加载速率的增大呈现先增高后降低的趋势。2)煤样的损伤应力与加载速率呈负相关。3)加载速率越快,试件轴向载荷增加越快,但当加载速率超过1.16×10~(-3) mm/s后载荷增加速度基本稳定。加载速率越快,试件损伤应力出现的越早,试件破坏越快。4)单轴压缩试验第Ⅰ阶段煤样耗散应变能转化速率均处于较低水平,且与加载速率呈负相关,第Ⅱ阶段耗散应变能随加载速率的增加大致呈先增大后减小的趋势,各煤样耗散应变能转化速率的最大值均出现在峰值点或峰后轴向应力陡然跌落点。     

极软煤层巷道钻孔卸压与U型钢协同控制

为解决极软煤层巷道的控制难题,以芦岭煤矿9号煤层(f=0.16~0.53)巷道为研究对象,采用FLAC5.0软件研究了锁腿锚杆与卸压钻孔实施前后U型钢支架的载荷分布规律及巷道变形特征。结果表明:U型钢支架施加锁腿锚杆后支架的稳定性和承载能力得到了明显改善,但巷道变形量并没有大幅度降低,单纯采用锁腿锚杆难以控制巷道的剧烈变形。卸压钻孔可以为围岩的碎胀变形预留一定的释放空间,缓解作用在U型钢支架上的压力,两者协同作用,可以充分发挥各自的优点,有效改善U型钢支架的支护效果。现场实践表明,实施钻孔卸压和锁腿锚杆后巷道回采期间的平均底鼓速度由2.0 mm/d减小至0.98 mm/d,两帮平均变形速度由2.64 mm/d减小到1.86mm/d,能够有效维护极软煤层巷道围岩的稳定。     

刍议现场施工管理存在问题及措施

伴随着近年来施工现场管理在建筑行业内部得到越来越高的重视,工程项目的现场施工管理,直接影响工程项目的成本、工期、质量、安全等诸多方面。因此做好现场的施工管理至关重要。笔者结合几年的工作经验,根据现场管理的原则、内容,提出了有效的管理方法。     

回采巷道底鼓控制机理分析

建立了回采巷道底鼓力学模型,借助于MathCAD软件得到了底板应力应变解析解。由于煤岩为脆性材料,且参与底鼓的底板浅部岩层多为单向或两向受力状况,因此以最大线应变强度理论为煤岩破坏准则,分别研究了水平应力占主导作用和垂直应力占主导作用时底板岩层失稳破坏规律。针对底板岩层变形破坏规律,提出了相应的底鼓控制准则。     

滑移支架工作面加架技术的研究与应用

 中小煤矿开采多受地质构造的制约,为了提高煤炭资源回收率,工作面常常不规则布置,生产过程中不可避免地会遇到增加支架的问题。采用传统的加架技术要求工作面停产进行替棚,影响正常生产。芦沟矿小径木加架技术在“三软”煤层放顶煤工作面获得成功应用,经济效益显著,该项技术必将得到很好的推广应用。     

基于煤壁稳定性控制的大采高工作面支架工作阻力确定

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了基于煤壁稳定性控制的支架工作阻力确定方法。以8101工作面为背景,构建了"煤壁-支架-顶板"的力学模型,分析煤壁压力与支架工作阻力的关系;设计了煤壁稳定性控制实验台并进行了三维相似模拟试验,分析了不同支护强度下煤壁破坏情况;数值模拟了不同支护强度下煤壁变形破坏特征。研究结果表明:顶板压力由煤壁和支架共同承担,提高支架工作阻力,煤壁所受压力就会减小,煤壁的稳定性就会增强,支架的工作阻力确定要以煤壁稳定性控制为前提;综合理论分析、相似模拟、数值模拟,得出该工作面支架工作阻力确定为15 000 k N,工程实践表明是可行的。     

基于能量平衡的厚层软弱顶板巷道支护技术研究

巷道围岩变形失稳过程实质上是能量积聚与耗散的过程,归根到底是能量驱动下的一种状态失稳现象。为解决厚层软弱顶板巷道的控制难题,以黄岩汇煤矿15107轨道巷为工程背景,采用离散元程序UDEC5.0研究不同顶板软弱岩层厚度下巷道围岩能量演化规律,并提出基于能量平衡的巷道支护技术原理,认为实现厚层软弱顶板巷道的安全控制应从3个方面入手:1)优化巷道布置,避免布置在应力集中区,从源头上减小围岩积聚的应变能;2)提高支护结构适应围岩变形的能力,避免支护受力过大而失效;3)在巷道围岩中设置弱结构,耗散一部分能量,减小作用在支护上的载荷。应用基于能量平衡的巷道支护技术原理进行巷道支护方案设计,现场监测表明巷道的剧烈变形得到有效控制,为类似条件下的巷道围岩控制提供了借鉴。     

芦岭矿特厚煤层综放采动下底板巷道控制技术

针对芦岭矿特厚煤层综放采动下底板上山维护困难的问题,采用现场调研和数值模拟分析了巷道的变形破坏原因,指出特厚煤层综放工作面跨采影响、巷道围岩完整性差、底板未采取支护措施是巷道变形失稳的根本原因,在此基础上提出了棚注+关键部位锚索梁控制方案。工程实践表明该方案有效控制了巷道的剧烈变形,上方工作面跨采结束后巷道顶底移近量为233mm,两帮移近量为118 mm。     

J522离心铸管机通过鉴定

由机电部济南铸锻机械研究所设计、天水铸造机械总厂试制的J522型卧式滚轮二工位离心铸管机是甘肃省“七五刀期间重大技术开发项目,1992年5月28日在天水市通过了由甘肃省机械工业总公司、天水市经委和市委主持的鉴定。该机经不断完善改进,用户反映良好,用该机生产的铸管已打入国际市场,取得明显技术经济效益。     

急倾斜松软煤层巷道变形特征与控制技术

为了解决急倾斜松软煤层巷道的支护难题,采用数值计算方法研究了急倾斜煤层巷道围岩应力和位移分布特征。研究表明:急倾斜煤层巷道开挖以后,巷道顶部形成的自然平衡拱逐渐沿煤层倾斜面向上扩展,与巷道顶部垂直应力的分布形态相似,巷道顶部煤体及煤帮是支护的关键部位。基于以上研究,提出以锚、带、网、索主动支护为基础,配合高强度拱形梁的综合控制技术,旨在充分调动围岩的自承能力,使支护体系与围岩形成承载整体。现场应用表明,提出的支护方案可有效控制巷道稳定,巷道两帮变形量不足40 mm,为类似条件急倾斜煤层巷道支护提供了一定的借鉴。