采用UDEC软件模拟了浅埋煤层4,5,6,7 m采高煤壁变形与片帮过程,揭示了大采高煤壁片帮表现为受压＂柱条＂失稳特征。建立了煤壁片帮的柱条模型,通过柱条挠度分析得出了大采高工作面煤壁最容易发生片帮的部位在0.6倍的采高处。研究认为随着采高的增大,塑性区宽度增加,煤壁柱条增多,柱条水平位移增大,柱条稳定性降低。通过加强顶板支护、加快推进速...
为了确保综采工作面安全通过陷落柱,采用数值模拟方法研究工作面推进过程中采动应力及陷落柱体应力随工作面推进的变化情况及相互影响。研究表明：陷落柱体应力和工作面采动应力的相互影响作用可分为弱、中、强3个影响阶段,3个阶段的范围分别为工作面距离陷落柱150~100 m,100~50 m和小于50 m。不同阶段关注重点不同：在弱影响阶段,采动应力开始...
针对潘北煤矿复杂条件大倾角＂三软＂厚煤层赋存特点及大采高旋转综采矿压难以控制的技术难点,采用现场实测、数值模拟等方法研究获得了12124大采高旋转综采工作面及巷道矿压显现规律,揭示了大倾角＂三软＂厚煤层旋转综采采场和巷道矿压机理,即采空区煤柱下方工作面煤体应力集中、旋采区域采动应力集中与液压支架反复支撑是导致工作面顶板破碎、...
为了较全面地考虑煤层顶板导水裂隙带发育高度的影响因素,在结合大量生产实践的基础上,分别从开采厚度、开采深度、工作面斜长、岩石抗压强度、岩层组合特征等因素进行分析,对各影响因素构造了影响指标并进行量化,采用层次分析法研究影响因素的权重,采用模糊聚类分析法对工作面的裂隙带发育高度进行聚类。10个工作面的数据验证结果表明：开采厚...
近日,在江苏省科技期刊学会主办的第六届江苏科技期刊＂金马奖＂评选活动中,《采矿与安全工程学报》荣获＂精品期刊奖＂和＂创新团队奖＂。
采场底板承压水严重威胁着工作面的安全生产。通过理论分析建立了裂缝尖端力学模型,推导了裂缝力学平衡方程,分析了高承压水上工作面回采引发底板突水的裂缝扩展条件;利用RFPA软件模拟分析了承压水上工作面回采期间围岩应力场、损伤场与渗流场的演化过程,揭示了煤层底板承压水突水机制。研究结果表明：导水裂缝的扩展条件是孔隙水压力与地应力的...
浅埋深、厚煤层、窄煤柱是我国西部浅埋煤层的典型赋存特征。为考察温度、水、尺度对西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征的影响规律,分别对饱水及饱水风干、25~250℃之间4种温度水平及3种不同高径比煤样进行室内单轴压缩试验。试验结果表明：1）从自然状态-饱水-饱水后风干,煤样峰值强度和弹性模量急剧降低,而峰值应变逐渐增大,煤样破坏程度...
针对厚煤顶、大断面开切眼围岩的控制难题,首先运用模拟软件FLAC3D研究了顶煤厚度、开切眼宽度对围岩变形破坏特征的影响。结果表明：顶煤厚度小于6 m时顶煤塑性区呈矩形,大于6 m时呈拱形;随着开切眼宽度的增大,顶板拉破坏面积由4.5 m^2近似线性增大到14.5 m^2,顶板岩层中下降快慢分界点由距开切眼顶板4 m处上移到8 m处。在此基础上,通过力学理...
考虑巷道开挖扰动和注浆压力衰减对浆液渗透扩散规律的影响,基于拟连续介质假设,利用渗流力学理论推得围岩扰动应力和注浆压力耦合作用下的浆液非稳态渗透扩散基本方程;并运用多场耦合软件COMSOL建立了锚注浆液在围岩中渗透扩散的数值计算模型,系统研究了注浆时间、注浆压力以及注浆锚杆间距等锚注参数对浆液渗透扩散的影响。其结果表明：延长注...
针对亭南煤矿深部软岩巷道底鼓大变形现象进行深入研究,综合采用现场工程地质调查、物化分析、数值模拟计算、现场测试等方法,分析得出西翼轨道巷道底鼓的复合型变形力学机制,提出采用＂四控一措施＂新技术将复合型变形力学机制转化为单一型变形力学机制,即将顶板、两帮、底角和底板四部位看作是相互联系的整体,综合控制各部位变形,并结合防治水...
厚层坚硬顶板切顶卸压是优化沿空留巷围岩应力和结构有效途径之一,将导向孔应用到切顶卸压中是新的尝试。基于浅孔爆破沿空留巷切顶卸压机制,利用LS-DYNA数值模拟与理论分析相结合的方法,分析了导向孔作用机理,探究了参数选取对爆破效果的影响。研究结果表明：导向孔增加了自由面,对炮孔连线方向上的切向应力影响明显,提高了炮孔间裂隙贯通率和...
为了预测评价TBM穿越深部软弱地层时围岩挤压大变形,分析了TBM开挖卸荷围岩挤压大变形力学特性。将TBM围岩挤压大变形定义为TBM开挖后变形速率大、变形量达到TBM扩挖预留的围岩与护盾间的变形间隙,同时收敛速度慢,变形时效性显著的一种变形。指出当围岩挤压变形与开挖半径间的比值大于等于1%且挤压变形与扩挖间隙的比值大于等于1时便产生挤压大...
本文通过对南山煤矿东部构造应力区的现场调研,总结了东部区巷道常见的破坏特征,选取-120总回风巷道作为研究对象,利用数值模拟再现了无支护和普通锚网索支护下构造应力区软岩巷道的变形破坏过程,研究了其变形破坏机理。研究表明,影响构造应力区软岩巷道的破坏原因为赋存应力高、岩体强度低以及原支护不适应深部软岩大变形等。结合破坏机理分析...
锚杆全长预应力锚固支护方式是解决复杂困难巷道支护的有效手段,但是由于施工困难,一直制约着它的应用与推广。本文致力于通过优化锚杆外形的方法,在保证锚杆锚固性能前提下,解决煤矿巷道全长锚固施工困难的问题。论文采用数值模拟的方法,对锚杆外形与锚杆锚固性能之间的关系进行了研究,提出锚杆外形相关参数的合理值。优化后的锚杆横肋高度由原...
杨庄矿Ⅲ水平南大巷软岩巷道围岩强度低,黏土矿物含量高,吸水泥化现象严重,巷道围岩变形量大,锚杆失效较为普遍。结合南大巷软岩巷道围岩变形特点,设计了锚杆与钢管混凝土支架联合支护方案。巷道断面采用马蹄形,锚杆为Φ20 mm×L1800 mm的左旋螺纹钢锚杆,钢管混凝土支架主体钢管选用Φ194 mm×L8 mm无缝钢管,灌注C40核心混凝土。结合理论计算可知,设...
针对淮北海孜矿新副井马头门处于岩层极为破碎、千米埋深、断面尺寸大等复杂条件,利用ABAQUS有限元数值软件进行了原支护设计方案情况下的马头门围岩稳定性分析,研究了马头门围岩位移场、应力场和塑性区的分布规律及支护结构的受力特征,据此对马头门的支护结构进行了设计优化。马头门初期支护采用锚、网、喷、索的支护形式;二次支护采用带反底拱...
锚杆群的共同作用使锚杆和其锚固范围内的岩体形成一定强度的承载结构,该结构对巷道的稳定性起到至关重要的作用,称之为＂锚固复合承载体＂。根据自行研制的锚固复合承载体测试系统研究锚杆支护密度对承载体承载特性的影响规律,获得了锚固复合承载体的强度及其破坏特征,揭示了锚固复合承载体中心应力和围岩移近量的变化规律。最后理论计算了锚固...
在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明：外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养...
利用Φ50 mm分离式霍普金森（Hopkinson）压杆（SHPB）试验系统,对煤进行单轴冲击压缩试验,明确煤的力学特性随应变率的变化规律。试验气压等级设计为0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55 MPa,为试样提供相应的6组不同应变率。试验结果表明：高应变率下煤应力-应变曲线大致分为压密阶段、弹性变形阶段、微裂纹演化阶段、裂纹非稳定扩展阶段以及卸载阶...
采用微震监测技术、应力实时在线监测技术对方山矿新井11041工作面回采过程中煤岩破坏与应力变化进行了实测研究,结合工作面抽放和风排瓦斯涌出量监测数据,得到了综采工作面煤岩破坏、应力变化和瓦斯涌出三者之间的关系。研究表明：1）微震事件能量峰值的出现略早于工作面前方煤体应力极值和瓦斯抽放指数峰值,而工作面风排瓦斯涌出量峰值又略晚...
崩落法转充填法开采过程中,充填法过渡采场顶柱下方存在采空区,顶柱上部有大量崩落法开采留下的松散岩石,顶柱的稳定性对过渡段矿石的安全开采具有重要意义。过渡采场顶柱厚度与跨度之比即厚跨比r是影响过渡采场顶柱稳定性的重要因素之一,为了分析顶柱稳定性,采用π定理建立了充填法过渡采场顶柱厚跨比r和顶柱稳定性的关系模型,该模型选取顶柱的...
针对某铅锌矿在顶、底柱矿体回采爆破方案选择中难以决策的问题,在结合层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）基本理论的基础上,建立AHP-TOPSIS综合评判指标体系模型,对4种拟选的回采爆破方案进行综合评判优选。从经济、技术、安全3方面的9个指标综合考虑影响回采爆破方案选择的因素,通过层次分析法客观地确定各评判指标的权重向量,进...
《采矿与安全工程学报》是由中国矿业大学和中国煤炭工业安全科学技术学会联合主办的一级学术期刊，原名《矿山压力与顶板管理》。该刊是全国中文核心期刊，美国Ei收录期刊，中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊），RCCSE中国核心学术期刊，中国精品科技期刊，中国高校优秀科技期刊，《CAJ—CD规范》执行优秀期刊，《中国科技论文在线》优...
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