黄淮地区深部黏土工程性质试验研究

总结了黄淮地区深部黏土的物理力学性质,包括密度、含水量、颗粒大小、矿物成分、膨胀性、压缩性、抗剪强度等。研究表明,黄淮地区深部黏土主要为高液限饱和膨胀土,其物理力学性质指标随埋深或液性指数变化一般表现出总体上增大或减小,而局部呈无规则振荡变化的规律。对深部黏土重塑土的常规三轴试验表明,其内摩擦角较一般浅层黏土低,而且在高围压下强度包线出现向下的转折。     

矿井电剖面法探测工作面底板破坏深度的应用

为研究承压水上带压开采工作面底板破坏深度,确保有突水威胁的矿井能安全开采,基于底板马鞍形破坏规律和直流电法测试原理,通过在五阳煤矿7601工作面安装电极电缆观测底板岩层视电阻率,研究了工作面回采过程中底板岩层电性特征的变化。结果表明:五阳煤矿7601工作面底板破坏深度为26.7m,该研究结果对五阳煤矿底板奥灰水防治具有积极指导意义,证明矿井电剖面法观测底板破坏深度是可行的,是一种值得推广应用的底板破坏深度观测方法。     

煤矿立井井筒稳定性评价及破裂预测

针对影响井筒破裂的诸多复杂因素,提出了多种井筒稳定性评价方法。以东滩矿为例,分析了影响井筒破裂主要因素的变化特征,对东滩矿各井筒目前的稳定性进行了分析评价,合理地预测出井筒发生破裂的时间范围,避免因井筒破裂威胁矿井安全,造成经济损失,为选择合理的井筒破裂防治工程提供了参考依据。     

有效应力原理几个问题探讨

分析了关于有效应力的几种错误概念，讨论了黏性土及高压下砂土中的有效应力原理，并通过算例比较了不同考虑方式计算结果的异同.     

综放开采防水煤岩柱保护层的“有效隔水厚度”留设方法

提出了“有效隔水厚度”的概念和保护层内隔水岩层折算有效隔水厚度的方法，建议了水体下综放开采时保护层的“有效隔水厚度”留设标准和评价方法.     

固结计算中接触面渗流问题的模拟

在土工数值计算的固结问题有限元计算中常遇到两种材料的接触问题,此时一般要设置接触面单元,比如Goodman无厚度单元。接触面单元的力学行为可以通过其切向和法向刚度系数反映,但如何反映其渗透性质有待进一步探讨,加筋土固结计算中也有如何模拟沿筋材的导水性问题。针对这一问题,本文采用了一种较为简单且物理概念明确的方法,并在实际计算中得到初步应用。这种方法也可直接应用在常规的渗流分析中。     

采高对煤层底板破坏深度的影响

随着埋深增大,原底板破坏深度经验公式对不同采高工作面底板破坏深度的预计误差增大。以赵固二矿为背景,通过有限元数值计算方法对底板破坏规律进行研究、采用矿井对称四极电剖面法对不同采高底板破坏深度进行实测并运用Spass软件对4个底板采动破坏影响因素与底板破坏深度的关系进行多元统计回归分析。研究得出,煤层埋深较大时采高对底板破坏深度的影响明显;随着采高的增大,底板垂直应力减小,围岩竖直位移增大,位移等值线梯度减小,底板破坏深度增大;考虑采高因素的底板破坏深度线性回归公式对煤层开采工作面底板破坏深度的预计准确率高,适用性强。     

多伦协鑫煤矿一采区延伸开采可行性分析

为了安全合理地解放多伦协鑫煤矿一采区含水层下压煤及缓解工作面接续紧张的状况,运用地质勘查、实验室实验以及理论分析等方法论证了二采区变防水煤岩柱为防砂煤岩柱综放开采的可行性,从而实现一采区向二采区的延伸开采。通过现场实测、相似模拟、数值模拟以及经验公式的方法对"两带"高度进行计算比较,确定经验公式法更为安全合理,最后选择合理公式反算各区域的最大采高,为实现一采区向二采区延伸并解放大量含水层压煤提供了依据,为煤矿生产带来显著经济效益。     

综放开采覆岩“两带”高度的计算公式及适用性分析

当前所依据的《三下采煤规程》中没有预计综放开采工作面覆岩破坏高度的经验公式,为了合理留设特厚煤层综放开采工作面露头区安全保护煤岩柱,有必要建立适用于综放开采工作面覆岩导水裂缝带和垮落带高度计算的经验公式。依据项目的实测"两带"成果,并且收集了40余个"两带"孔的综放开采工作面不同硬度类型覆岩的"两带"高度数据,采用数理统计回归分析的方法,得出了适用于综放开采工作面中硬、软弱覆岩条件下的"两带"高度计算的经验公式,并进行了实用性分析。研究成果对含水层下特厚煤层综放开采工作面浅部安全开采和保护煤岩柱的合理留设有指导意义和实用价值。     

风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究

为了研究风化泥岩裂缝涌水及扩展变化规律,研发了一种岩石裂缝涌水扩展试验装置。通过对赵固一矿现场岩样进行干燥饱和吸水率、点荷载强度等试验分析了不同层位风化泥岩的物理性质,根据物理性质的差异制作了两组风化泥岩岩石试件,并采用X射线衍射(XRD)试验测试了试件的矿物组成成分。通过设置不同的注水压力和裂缝宽度对两组岩石试件进行风化泥岩裂缝涌水及扩展模拟试验,得出了试验含水层水压力和裂缝通道涌水量的变化规律,并探讨了注水压力、裂缝宽度和岩石物理性质对风化泥岩裂缝扩展的影响,总结出水流作用下风化泥岩裂缝扩展规律,对煤矿防治水提供参考。