动力扰动下巷道围岩变形影响因素敏感性分析

基于高地应力状态下煤矿井下巷道在开采工程中由于覆岩层断裂、岩巷爆破掘进等动力扰动导致围岩更容易变形甚至失稳的情况,根据弹性理论和应力波理论,分析了扰动状态下巷道围岩失稳机理,采用FLAC3D软件建立了巷道围岩的理想弹塑性模型,在正交优化组合的基础上对动力扰动下影响巷道围岩变形的因素(应力峰值、频率、侧压力系数和扰动时间)进行敏感性分析。结果表明:不同影响因素对巷道顶板和帮部最大位移的敏感性有较大的差异性;分析16种参数值不同组合条件下的变形量,得出应力峰值20 MPa,频率1 Hz,侧压力系数1.4,扰动时间0.8 s时,顶板及两帮变形程度最大;应力峰值5 MPa,频率15 Hz,侧压力系数0.8,扰动时间0.2 s时,顶板及两帮变形程度最小;顶板和帮部位移影响因素的敏感性由大到小依次为:侧压力系数、扰动时间、应力峰值和频率。最后,利用多元线性回归分析法建立了多因素作用下顶板和帮部变形的数学公式,回归效果显著,为巷道的有效支护提供了工程参考。     

水作用下煤柱体应力松弛特性的试验研究

为了研究水对煤柱应力松弛现象随时间变化规律的影响,对煤柱体试件进行了常规三轴试验,确定了应变分级,并对自然状态下和浸水状态下的试件进行了分级加载的应力松弛试验。结果表明,应力松弛过程分为3个阶段:快速阶段、缓慢阶段、稳定阶段;水的作用下,虽然煤柱的应力松弛量减少,但应力松弛度增加,应力松弛速率也是减小的,并加大了稳定松弛所需的时间。可见,煤柱应力松弛特性受水的影响较大。     

我国采煤沉陷及其控制研究现状与展望

深部开采已经是我国煤炭资源开采目前或将要面临的问题之一。同时,“三下”压煤的亟待开采和与环境相协调的煤炭开采技术的研究,也是煤炭行业可持续发展和保护地表环境必须的研究课题。通过论述分析采煤沉陷现状、控制采动覆岩方法、采煤沉陷相关理论研究,可以得出,我国采煤沉陷分布广泛、涉及面广、影响严重,采动覆岩控制的方法和理论,仍然存在与矿业发展不协调或有待改善的地方。“三下”压煤的全煤层开采研究、覆岩移动规律细化数值模拟、充填开采工艺设计及地表移动预计程序的更新或开发等方面,将是现阶段开采沉陷学科深入研究的重点。最后展望了符合绿色开采理念的采煤方法或煤炭技术途径。     

矸石充填开采协同承载机制及充填效果评价研究

为研究矸石充填体充入井下采空区后与围岩及煤柱的相互作用力学机理,基于矸石三向压实试验对矸石充填体与围岩协同承载效应开展研究工作,并对矸石充填开采条件下的充填效果进行评价研究.研究分析了矸石体积压缩率与各试验参数存在的定量函数关系;构建"充填体-围岩-煤柱"协同承载模型,阐明了充填体、围岩、煤柱三者共同对上覆岩层的承载控...     

考虑拱效应的矩形巷道顶板稳定性

为了研究煤矿矩形巷道顶板稳定性问题,根据土力学与弹性力学的基本理论,建立了矩形巷道顶板稳定性分析力学模型,分析了矩形巷道不同跨距、顶板支护强度、两帮加固岩层厚度、顶板围岩深度等因素对顶板稳定性的影响。结果表明:矩形巷道顶板围岩内应力分布呈现明显的应力拱型分布;顶板围岩浅部应力等值线呈独立卵形拱分布,随着围岩深度增加,两独立拱相互叠加,围岩应力等值线总体呈现圆弧拱分布,该拱将两独立墙包裹在拱跨之间;随着巷道跨距增加至2≤l/b≤5,拱效应衰减较快,顶板围岩自身承载能力降低迅速,当l/b>5时,顶板围岩内部附加应力主要为支护反力作用,直立墙A和B附加应力叠加基本为0,拱效应逐渐消失。并基于摩尔库伦强度理论推导出了顶板稳定性控制方程。     

兰家沟钼矿巷道围岩稳定性分析

针对金属矿山开采巷道围岩变形失稳破坏问题,以兰家沟钼矿巷道为例,对兰家沟钼矿深埋平巷中典型区段建立MIDAS三维模型,分析支护初期围岩应力、应变变化规律及支护结构的内力变化,并通过现场测试分析验证支护结构的合理性,对巷道围岩失稳与破坏机理、支护结构作用进行了深入研究。     

上行开采厚硬层间岩层移动变形数值模拟分析

煤矿采用上行开采方式时,层间岩层移动变形规律是决定上行开采可行性的关键因素。以同家梁煤矿为工程背景,研究上行开采厚硬层间岩层移动变形问题,结合煤层赋存条件、煤层开采情况及层间岩层物理力学性质和特征等相关因素,对8#煤层上行开采层间岩层的移动变形规律进行数值模拟分析。结果表明位于上行开采工作面后方岩层随工作面推进竖向位移变大,位于工作面前方岩层竖向位移先增大后减小;随岩层深度增加,岩层受上行开采工作面二次采动影响程度变小,岩层的竖向位移和塑性破坏区域范围减小。研究成果为判定上行开采可行性提供理论依据。     

基于西原加速模型的煤岩蠕变试验研究

西原模型能很好的模拟初始蠕变阶段和稳态蠕变阶段,但却不能描述加速蠕变阶段。为了描述加速蠕变阶段,通过改变已有西原模型的时间参数,得出另一种模型(根据该模型的特点命名为西原加速模型),并由理论推导出其表达式。通过煤样的单轴压缩蠕变实验,取得相关实验数据,然后利用数值分析软件Matlab将实验所得数据与理论研究结果进行拟合分析,得出其吻合程度较高,说明该模型能很好的反映实际情况,并弥补了西原模型不能够反应蠕变第3阶段的不足。     

RESEARCH ON THE SEROSITY DURING INJECTING CLAY GROUTS INTO THE OVERLYING ROCK STRATA

On the basis of the mechanism study of injecting clay grouts into overlying strata, the clay grouts are researched in greater detail from three aspects. The flowing state of clay grouts in the strata the pattern of different direction flowing around a point source is advanced and the flowing equation is put forward which is correspond with experiment result, and the corresponding mechanical model is set up which has its formulistic study, and the function of clay grouts is also discussed after the water in it has been lost, at the same time the concept of similar rock in effective supporting zone is given. It would draw great positive inspiration from what studied in this paper for studying on drawing down the surface subsidence by injecting.     

煤炭资源枯竭矿区铁路煤柱开采可行性

对于资源枯竭型矿区来说，铁路压煤也是资源的浪费。如何可行的解决压煤与开采的矛盾是破产煤矿当前必须面对的问题之一。本文的研究在于力争解决牛心台煤矿溪田线铁路保护煤柱的回收。文章提出采用条带开采方案回收煤柱，并重点论述分析了开采方法的可行性和采矿地表沉陷对铁路路基的影响。最后指出，采取井下合理开采方式与地面适当维护措施相结合的方法，利用条采回收牛心合矿区溪田线铁路保护煤柱是必要的也是可行的。