西部矿区植被根系采动损伤特征及细观力学机制

根系损伤是西部干旱半干旱生态矿区开采植被退化的重要诱因,以神东矿区为背景,通过调研总结地表沉降、根系赋存及变形破坏特征,提出采动诱发根系损伤的应变控制和应力控制两类现象。建立等径单根界面剪切脱黏模型,分析开采扰动后根土界面的“弹性-滑移-脱黏”三阶段受力过程,得出根土界面剪应力-应变关系,揭示三种典型损伤的细观力学机制。进一步将矿区优势植物沙柳和沙蒿简化成全长锚固单元和根土复合层,采用FLAC3D研究采动后全长锚固单元和根土复合层宏观响应的受力变形区划特征。结果表明：高拉应力是采空区上方全长锚固单元损伤的控制因素;表底层受力的非一致性和非整体性是引发采空区边界附近全长锚固单元损伤的控制因素。采空区上方根土复合底层剪应力水平高于表层,更容易形成大面积的压剪损伤区;采空区边界及以外根土复合表层拉应力水平高于底层,更容易形成拉伸损伤区。     

高分子化学注浆材料处理巷道大范围冒顶研究

为了更加安全、高效地处理巷道掘进过程中的大范围冒顶事故,结合谢桥矿13318E工作面轨道顺槽大范围冒顶事故处理的工程实践,对适合于治理此类事故的新型高分子化学注浆技术进行研究。为验证高分子化学注浆材料处理巷道大范围冒顶的有效性,测试了马丽散材料井下实际力学强度并分析其加固作用机理,同时运用了钻孔窥视及巷道表面位移观测等研究方法对其实际加固效果进行检验。研究表明,罗克休材料完全充满大冒顶造成的顶板空腔,起到传递顶板岩层载荷的作用;而马丽散浆液均匀扩散,将破碎煤岩体重新胶结为具有较大承载性能的整体。加固后的冒顶段巷道在后续掘进过程中保持了长期的稳定,未发生二次冒落失稳;高分子化学注浆加固技术圆满处理了13318E工作面轨道顺槽大范围冒顶事故。     

沿空留巷围岩控制理论与实践

在采场覆岩运动特征分析基础上,阐明了采空侧楔形区顶板的传递承载机制;提出留巷围岩区域应力优化技术思路,研究了采空侧顶板预裂卸压机理;基于巷旁支护系统刚度匹配原则,提出整体强化的沿空留巷结构控制原理。总结出预裂爆破卸压、分区治理、结构参数优化、"三位一体"围岩控制及墙体快速构筑等沿空留巷围岩控制关键技术,并给出了厚层坚硬顶板直覆和深井复合顶板2个典型条件下的工程案例。     

螺旋自锚技术在韩城矿区的应用

介绍锚固分类和螺旋锚,说明土层螺旋锚和螺旋自锚技术的区别,细致分析螺旋自锚技术的原理和新型螺旋锚杆,以及该技术的优势。论述了螺旋自锚技术在象山矿的应用情况,以及该技术的未来发展方向。     

淮南矿区深部煤巷支护难度分级及控制对策

 系统分析淮南矿区深部煤巷围岩赋存的地质特征、控制难度和应力状态等因素,确定影响煤巷稳定及锚杆支护选型的最主要和敏感因素为巷道顶板应力强度指数、帮部煤体松散范围系数、顶板软弱岩层不安全因子3个综合指标,通过大量测试矿区深部巷道围岩地应力和煤岩试块物理力学性能,对这3个综合指标体系进行科学合理分类,在此基础上划分深部煤层巷道围岩稳定性控制难度级别,针对各难度级别,提出以新型“三高”(高强度、高预拉力、高刚度)锚杆控制技术为基础的深部煤巷围岩控制对策。应用该方法对矿区几个典型矿井的深部煤层巷道围岩稳定程度进行难度分级,采取针对性技术措施和支护参数,维护巷道稳定。研究成果在淮南矿区获得全面应用,对我国煤矿深部煤层巷道支护技术具有一定的理论意义和实用价值。     

考虑主销间隙的转向轮摆振研究

将魔术轮胎公式和主销间隙引入摆振模型,运用拉格朗日方法建立了非独立悬架汽车转向轮摆振的非线性数学模型。对比分析了有无主销间隙及不同转向结构参数和轮胎参数对摆振系统的影响。结果表明,主销间隙的存在使转向轮摆振系统的振幅明显增大,摆振发生的车速范围扩大,且使不敏感的参数对系统产生一定影响。     

煤巷过陷落柱深孔注浆加固技术

 陷落柱的存在对煤矿的安全生产构成了巨大的威胁,尤其不利于井下煤巷的掘进和长期稳定。本文以谢桥矿13216工作面所处的特殊地质条件为背景,在分析了注浆加固陷落柱作用机理的基础上,详细介绍了煤巷过陷落柱地质异常带影响区的注浆加固方案,并展开应用研究。现场工程实践表明采用底板深孔注浆加固技术,能有效保证巷道的长期稳定,在工作面回采过程中,巷道断面面积都在10m2以上,满足矿井的正常生产,对相同条件的煤巷支护具有重要的借鉴意义。     

无煤柱沿空留巷技术

沿空留巷是煤矿实现无煤柱连续开采的关键技术,并在煤层群卸压开采和煤与瓦斯共采技术中获得创新应用。本文分析了沿空留巷围岩结构的演变过程,提出了基于留巷大小结构稳定的区域应力优化与控制原理,制定了以煤巷"三高"锚杆支护配合采前顶板预裂爆破、采动加固、二次利用的留巷围岩动态过程控制技术,总结了留巷"三大"系统、四类常用留巷墙体留设方式和相应留巷装备及材料。介绍了3种典型开采条件下留巷在无煤柱连续开采、二次利用及煤与瓦斯共采中的应用实效。最后对沿空留巷在煤炭资源回收和煤与瓦斯共采方面的应用前景进行展望,提出我国东、西部矿区应用沿空留巷存在的技术问题。     

无煤柱分阶段沿空留巷煤与瓦斯共采方法与应用

针对深井高瓦斯低透气性煤层群的典型赋存特征,结合淮南矿区千米深井无煤柱煤与瓦斯工程实践,提出了改进Y型通风模式,即分阶段沿空留巷方法,完善了对共采工程的维控预应力锚固技术.工程实践表明:预应力锚固技术可以实现深井强动压开采过程中对沿空留巷和回风巷道围岩稳定的有效维控,至第1阶段结束,留巷顶板下沉量为144mm,两帮移近量为351mm,分阶段沿空留巷对共采巷道的维护时间缩短了4/5.减少了留巷变形速度稳定后累计变形的不利影响.超前工作面布置的瓦斯抽采工程中,单孔抽采瓦斯浓度(体积分数)达到40%,实现了煤与瓦斯共采.