以唐口煤矿1305工作面为工程背景,运用三维数值模拟对不同采高下千米深井围岩应力分布特征进行了研究分析。研究表明：在开采过程中,煤壁前方应力集中区分布呈“双肺状”对称分布,超前支承压力峰值与影响范围随着工作面的不断推进而逐渐增加,采空区上覆岩层破坏面积、高度逐渐增大。
以羊东矿8256综采放顶煤工作面为研究对象,运用模拟实验对大型综采放顶煤液压支架的放煤规律进行研究,从而解决在困难的条件下怎样使用轻型放顶煤回采工艺,以保证矿井安全、稳产、高产,进一步提高矿井的经济效益。
相似模拟研究是一种重要的科学研究手段,用石膏、大白粉以及河砂作为相似材料,依据相似理论可以满足岩石的抗拉强度和单轴抗压强度,很难满足某些岩石的容重。用锯末和铁粉来调节相似材料的容重,依据相似原理使相似材料满足岩石的抗拉强度与单轴抗压强度,同时满足岩石的容重。
针对某矿山的具体工况,为了确定最佳的孔距,运用大型动力非显性软件LS-DYNA对孔距为3、4、5、6 m的工况进行数值模拟。选取炮孔连线中心点单元D,通过最大主应力分析得出4种工况D处最大主应力依次分别为47.1、40.8、31.6、22.9 MPa,从而确定最佳的孔距为4 m。
以蒙陕矿区葫芦素煤矿2-1煤东翼回风大巷掘进为工程背景,详细介绍了深部高应力矿井永久巷道支护技术与现场应用情况。在深部巷道围岩地质力学测试与评估、可锚性试验、锚杆支护作用机理分析的基础上,提出合理的锚网索支护方案。
研究了石膏对矿用充填胶固粉性能的影响,借助X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了胶凝材料的物相组成和微观结构。实验结果表明,4%掺量的石膏对粉煤灰基胶固粉的激发效果最好,该胶凝材料的3 d和28 d抗压强度相比未添加石膏的胶固粉分别提高了23.8%、25.2%。随着石膏掺量的增加,凝结时间随之增加。添加4%石膏后胶固粉的水化产物相比其他组...
采用摩尔-库伦模型对基于FLAC^3D用户自定义本构模型二次开发的动力损伤本构模型进行了动力计算;现场声波对巷道顶底板围岩进行了波速测试。结果表明：摩尔-库伦模型不适合用来模拟围岩的动力损伤效应,而采用二次开发的动力损伤模型得出的结果与现场实测结果较为吻合。
以华亭煤田煤层力学试验数据为依据,运用SPSS软件对冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间、抗压强度以及弹性模量等指标进行了主成分分析,发现5个指标的试验数据存在着高度相关性,并研究冲击倾向性指标间存在的相关性及其内在构成特征。
针对软岩地层4600工作面下顺槽留小煤柱沿空掘巷出现锚杆拉断、底鼓、U形钢支架扭曲变形等破坏,采用钻孔窥视仪观测围岩内部裂隙发育情况及对巷道站点进行矿压观测。建立了小煤柱沿空掘巷覆岩破断结构模型,探讨了小煤柱沿空掘巷巷道变形特征及围岩控制技术。
利用理论分析、数值模拟分析、现场试验的方法,对大采深矿井应力分布、矿井工作面应力高度集中导致煤柱失稳的规律进行了分析研究,得出工作面推进过程中影响煤柱安全的范围,为采取增强巷道安全的措施提供依据。
针对赵庄矿首采1301大采高工作面的工程背景,利用现场实测计算的手段,基于CDW-60支架监测系统对首采面矿压规律进行了监测,得出了直接顶、基本顶初次与周期来压步距参数。由于大采高工作面断块存在大回转空间的问题,着重对支架承载状态进行了研究。
以陕西榆林金鸡滩煤矿为工程背景,结合现场原位实测数据,采用FLAC^3D有限差分计算软件对不同厚度软弱岩层下巷道的位移场、塑性区及最大主应力分布特征进行了研究。
对硐室过去支护方式及破坏机理进行综合分析,获得围岩变形破坏的机理。现采用格栅钢架配合高强度、高预紧力锚网索联合支护对变形破坏硐室进行修复,并合理设计支护参数,改进后的施工设计方案有效地控制了硐室围岩的变形破坏。
钻井液配方的针对性设计方案对“500 m斜井冻结法凿井关键技术与装备”斜井钻孔试验的成功进行极为重要。通过试验场地层与水文地质特征分析,结合钻孔结构,提出分段钻井液配方设计方案,对于倾斜钻孔施工有一定的参考价值。
以兴旺煤矿为研究背景,采用FLAC^3D数值模拟与现场监测的方法,对其房柱式开采最佳合理采留参数的确定进行研究。结果表明,在该矿地质条件下及保证较大资源采出率的前提下,该矿采留比取8 m×8 m（采8留8）最为合适。且通过后期监测表明煤柱稳定性较好,煤层整体产生沉降,但沉降量小,整体连续性较好。
针对某煤矿区段煤柱尺寸优化问题,通过理论计算法确定了合理区段煤柱留设尺寸范围。提出留设煤柱的原则不是追求最小变形,而是允许适当变形,最终实现安全经济的和谐统一原则。遵循此原则,通过数值模拟,最终确定了煤柱尺寸为20 m。
在对我国煤矿现有采用覆岩离层注浆技术进行分析的基础上,研究了该技术的生产工艺,探讨了覆岩离层注浆减沉技术的机理,分析了目前该技术的减沉效果,并指出了今后的研究方向。
为模拟综采面坚硬顶板弱化现象,在实验室预制了150 cm×30 cm×30 cm和200 cm×20 cm×20 cm 2种不同尺寸的混凝土试块,进行了2种不同孔径和孔深的深孔静态破碎试验。通过对破裂过程的应变测试和理论分析,揭示了静态破碎混凝土时产生的破裂裂纹长度及扩展的规律,试验结果对工程设计和施工具有一定的指导意义。
以山西朔州平鲁区西易党新煤矿4^-2＋5^#煤层为研究对象,通过模糊综合评价与数值分析的方法对该煤层顶煤冒放性及工作面长度方向上支承压力分布与变化规律进行分析研究。结果表明,该煤层适合采用放顶煤开采且初步确定了顶煤初次垮落步距为7 m,正规循环形成后顶煤的垮落角平均为90°。
为了研究煤矿不同条带充填工作面开采顺序引起的上覆岩层移动变形的影响,以刘东煤矿西510采区为工程背景,采用FLAC^3D数值模拟,模拟了2种充填工艺下的上覆岩层应力分布、塑性区范围以及位移变化。采用相似材料模拟试验的方法,分别对2种充填工艺下上覆岩层的应力与位移数据进行监测。
为分析巷道断面尺寸的变化对围岩稳定性的影响,基于Mohr-Coulomb准则,采用CDEM数值模拟软件,建立相同地质条件下的5个不同断面面积的直墙半圆拱巷道模型,分析巷道宽度与高度变化对围岩位移、塑性区、应力场分布的影响,揭示围岩稳定性的断面尺寸效应,为矿井巷道合理断面尺寸的确定提供借鉴。
深井上、下山煤柱区巷道围岩应力高度集中,矿压显现剧烈,是煤矿动力灾害多发区。通过FLAC^2D数值模拟软件及微震监测等对深井上、下山煤柱区巷道围岩响应特征进行研究。针对不同的开采阶段及矿压显现,提出针对性的煤柱区动力灾害控制措施。
针对8301工作面特殊的地质开采条件,采用概率积分法及典型曲线法对8301工作面开采引起的地表沉陷规律进行合理预测,研究得出：概率积分法预测地表沉陷时,煤层开采为有限开采对下山边界半无限开采的各值与煤层开采为无限开采时相应的值相近;曲线法预测地表沉陷时,走向主断面半盆地移动变形值均小于倾向主断面下山半盆地移动变形相应值。
以米萝矿为工程实例,采用相似模拟实验研究裂隙发育。实验结果表明：随着工作面的推进,裂隙边界发育成“四边形”结构,此结构存在自相似特性;断层线上方裂隙发育成“三角形”结构;随着工作面的推进裂隙边界角度有所增加,增加到63°左右趋于稳定。
阐述了沿空留巷支护的发展及施工的难点,沿空切顶留巷的原理与支护应用情况。以唐山沟煤矿8820工作面无煤柱开采为工程背景,介绍了沿空切顶留巷的施工设计与施工过程,重点介绍了巷内支护的施工及遇到的问题,并提出改进方案。
为了安全高效回采小面积薄煤层,针对现场条件,设计工作面留巷方式为沿空留巷,沿空留巷支护方案由巷道支护方法和采空区侧落顶法组成。通过矿压观测,评价留巷效果,锚杆测力计的观测结果也说明了巷道两帮和顶板在超前支承压力的作用下没有明显的塑性变形。
针对冻结法凿井施工期过厚膨胀黏土层段井壁破裂问题,以淮南矿区顾桥矿东回风井-290 m破裂井壁为研究对象,分析其受力特征与致裂机理。在此基础上,提出通过短段掘砌、优化冻结减小不均匀压力等措施,可为类似条件下的冻结法凿井提供参考。
以新河矿嘉祥支三断层破碎带为研究背景,分析了巷道围岩注浆加固机理与破碎带岩体注浆堵水原理,通过数值模拟分析,研究揭示了高落差含水断层破碎带区域围岩化学注浆增效机理。根据此机理,结合现场具体情况制定了新河矿延伸斜井围岩波雷因注浆加固方案,确定了基本注浆参数,现场矿压监测表明,围岩控制效果良好。
在高河矿E1302工作面回采过程中,为了分流工作面和回风顺槽中的瓦斯含量,需保留一段回风顺槽。针对这一问题,提出了采用高水材料墩柱式巷旁支护的留巷方法,并对高水材料墩柱的性能进行了详细的研究。
研究了5种温度作用后砂岩的纵波速度以及力学特性。研究表明：高温作用后砂岩纵波速度逐渐减小,并且随着温度升高,纵波速度降低值增大;400℃～800℃随着温度升高而降低,脆性减小;砂岩三轴抗压强度随着围压升高而增大,且围压越大,增加幅值越大,弹性模量随着温度升高而减小。研究表明,高温作用使岩体的水分含量减少,孔隙体积增大,使岩体裂纹扩展,...
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