摘要:为了降低因工作面煤柱不稳定因素给生产带来的安全隐患,对潞宁22116工作面上覆23.0 m细粒砂岩进行水力压裂,并对总体压裂效果进行预测,结合数值模拟方法研究煤柱在顶板压裂前后及不同宽度条件下的位移情况.研究结果表明:顶板进行水力压裂前,风巷及运巷煤柱宽度为15 m时,其变形量可以满足经济及安全要求,但变形量还可以进一步控制;顶板进行水力压裂后,15 m宽煤柱的变形有极大的改善,说明水力压裂对释放上覆岩层应力、减缓煤柱压力具有积极作用,可为类似顶板条件的工作面作实践参考.

摘要:为了研究近距离煤层群开采时的巷道围岩应力及塑性区发育的变化规律,以某煤矿回采近距离煤层群上位煤层为研究背景,采用理论分析计算、数值模拟的研究方法,对工作面回采期间煤层底板及巷道周边围岩应力的变化规律进行研究,同时模拟研究了回采对原开切眼周边围岩及底板塑性变化情况.计算结果显示:煤层在回采期间底板应力最大值位于回采位置前方10~15 m,随着工作面回采距离的不断增加,其底板的应力集中系数也逐渐变大,同时位于原开切眼处的巷道周边围岩塑性区发育范围也逐渐增大、发育更深.

摘要:针对深部高应力软岩巷道围岩结构易失稳变形、易产生严重底臌,影响安全生产的问题,在分析卧龙湖煤矿南一底板轨道巷底臌机理与具体原因的基础上,提出底板锚网索联合支护技术,即在巷道底板轨枕中间布置底板锚杆,同时在巷道底板中部施工锚索对锚网支护承载结构进行结构性补偿,并使用钢筋梯子梁,加强底板承载结构的整体稳定性.实践表明该技术能有效控制高应力软岩巷道底臌破坏,实现巷道围岩长期稳定.

摘要:为了研究断层对巷道交叉点围岩破坏及位移的影响,根据巷道塑性区半径及周边位移公式得出深部巷道围岩变形破坏的影响因素,如高地应力、围岩强度、断层破碎带等，运用FLAC3D模拟巷道交叉点周边应力场分布,发现应力场在巷道穿越断层时受到破碎围岩的影响而产生不连续现象,同时断层构造导致围岩破碎,使底板岩层强度变弱,底鼓问题更加突出.设计了4种不同的支护方案,结合巷道塑性区半径对不同长度的锚杆及有无U型棚架的支护效果进行比较分析.研究分析及模拟结果表明:巷道穿越断层时底板变形量大于顶板变形量;锚杆长度大于塑性区半径时锚固效果较好;锚网索喷+36U型棚支护方案能有效改善巷道变形.

摘要:针对岩巷炮掘施工速度慢、效率低的问题,以漳村煤矿2603高抽巷为例,通过引进EBZ-280A配套综掘设备,结合实验室试验和3DEC数值模拟分析,确定了掘进的合理层位,并制定一系列的岩巷快速掘进措施,实现岩巷快速稳定掘进.现场实践中综掘设备日均进尺达6.2 m/d,比炮掘日均进尺提高3.3 m/d,施工效率提升113.8%.这表明采用引进的综掘设备可以加快岩巷的掘进速度,提升掘进效率.

摘要:缓倾斜矿体采用空场法进行开采时,采空区围岩将会发生较大变形甚至垮落,从而导致地表沉降等一系列地质灾害发生.因此,有必要在矿体开采前进行上覆围岩变形规律研究.首先通过相似理论构建室内相似模型,得到矿体开挖过程中围岩的变形规律及顶板垮落高度;其次通过FLAC3D数值模拟计算得到围岩的应力应变分布情况,预测出顶板可能发生冒落的区域.研究结果表明,室内相似模拟试验上覆岩层移动变形规律与数值模拟计算结果表现出很好的一致性,两者起到了相互印证的作用,对矿山安全开采有一定的指导意义.

摘要:为研究火成岩侵蚀对煤质的影响,以邹庄煤矿81采区72煤为研究对象,采用数理统计和现场验证的方法,对81采区火成岩的侵入方式以及72煤层的侵蚀区与非侵蚀区的工业性指标、煤发热量、煤全硫含量、煤黏结指数的变化情况进行对比分析.结果表明:火成岩侵入煤层的方式大致分为3个方向;火成岩侵蚀区72煤的煤层结构变复杂,稳定性降低,危险性增加,导致其工业价值降低.

摘要:为详细评价怀化鹤城分水坳高陡岩质滑坡的稳定性,针对滑坡提出合理的治理及环境恢复方案.首先结合实际工程地质条件,分析了滑坡的成因及诱发因素,该滑坡主要由人类工程活动和大气降雨共同作用形成,而大气降雨是直接诱发因素.然后通过研究滑坡的失稳机理,对滑坡的稳定性进行了定性和定量分析,得出滑坡在暴雨工况下处于不稳定状态,滑坡有进一步滑动的趋势.最后,经对比分析选定了锚杆工程、锚索工程、毛石混凝土挡墙工程、植被混凝土绿化工程、喷锚网护坡工程、排水工程的综合治理方案.该方案既考虑了滑坡的治理加固,又考虑了滑坡治理后的环境恢复问题,可为今后类似的滑坡治理工程提供参考.

摘要:深部矿井地下采空区围岩的受力涉及岩体应力场、温度场、渗流场及损伤的相互作用,属于多场耦合问题.在基于温度-渗流-应力的耦合作用下,考虑损伤场的影响,建立基于THDM耦合模型.该模型完成了热-流-固的完全耦合作用,并在此基础上充分考虑损伤对这3场的影响,建立了4场THDM耦合的数值分析模型,为进一步研究深部围岩的耦合问题提供了理论参考.

摘要:为了研究上保护层双工作面开采后被保护层的卸压保护情况,结合祁南煤矿82采区上保护层顶底板岩层物理力学参数和地质特征,采用FLAC3D软件模拟了上保护层双工作面6123与6125推进过程中应力场和变形场的演化特征,获得了被保护层7225与7227工作面最大主应力和变形随上保护层双工作面推进的变化特征;并根据《防突细则》中应力卸压与变形保护准则,确定其走向方向与倾斜方向的卸压范围.结果表明:上保护层6123与6125双工作面上(下)边界的卸压角分别为71.3°(77.4°)、75.8°(73.4°);沿走向方向的卸压角均为64.5°;数值模拟值与《防突细则》理论参考值基本一致,且均在实测的有效卸压范围内,采用数值模拟方法研究上保护层双工作面的卸压保护范围是可行的.

摘要:煤矿采空区自燃区域因位置隐蔽及影响因素多导致定位难度大,可考虑利用煤的电性参数变化规律探测隐蔽煤火位置.为研究浸水焦煤电性参数随环境因素的变化特征,选取山西某矿煤样,利用自制煤电性参数测试装置,在不同的温度、浸水时长及测试频率条件下,测试浸水煤样的电阻率,探索多因素作用对焦煤电阻率变化特征的影响机制.研究结果表明:随浸水时间增加,焦煤电阻率呈下降趋势,且12 h后电阻率的整体下降速度趋缓;焦煤电阻率随温度升高而降低;相同环境因素条件下,随测试频率增高,焦煤的电阻率变小;浸水焦煤电阻率随测试频率增大、温度增高而更易达到稳定状态.

摘要:受海洋环境因素的影响,深海海底钻机着底过程中支腿依次与海底底质发生碰撞,易造成深海海底钻机的结构破坏或倾覆.针对忽略单组支腿着底过程仅考虑多组支腿均匀着底稳定性分析结果偏差大的问题,采用修正后的线性黏弹性碰撞模型(MLV模型)处理支腿与海底底质的碰撞,建立了2-1着底模式下(2条支腿先着底另1条支腿再着底)3腿支撑式深海海底钻机着底碰撞全过程动力学模型,提出了深海海底钻机着底稳定性评价标准.通过仿真计算,重点分析了钻机初始姿态角和海底底质倾角对钻机着底稳定性的影响,结合单组支腿着底稳定区间和双组支腿着底稳定区间得出2-1着底模式下深海海底钻机着底稳定域,为深海海底钻机选址及后续调平控制工作提供理论支持和操作参考.