针对大倾角煤层综放工作面单一角度布置方法生产效率低、 出煤量少以及支架与围岩系统稳定性差等问题,提出了大倾角煤层伪仰斜综放工作面变角度布置方法.通过改变工作面各个区域的角度及工作面各区域的长度,有效地提高了支架与围岩系统的稳定性,改善了同等情况下的安全条件,同时提高了煤炭采出率.
为解决急倾斜煤层采煤方法的选择问题,构建了基于模糊理论的决策模型.首先按照模糊综合评判方法创建多目标决策指标体系,其次采用模糊层次法确定各指标权重,并利用模糊数学进行综合评价,计算出各决策方案的隶属度,最后根据隶属度得出决策结果.应用本模型对工程实例的3种采煤方法进行综合评判.评判结果表明：伪倾斜分层走向长壁采煤法为最优方案.
运用FLAC^3D数值模拟软件对常村矿2101工作面的不同推进长度进行模拟,分析了开采过程中该工作面覆岩垂直应力变化、垂直位移量变化和塑性区破坏特征.数值模拟结果表明,随着工作面的向前推进,覆岩的垂直应力和垂直位移量均呈现不断增大的趋势,而塑性区的变形由于受拉应力和剪切应力破坏,最终呈现出中间低两端高的马鞍状态分布.
在某露天矿由于爆破参数与岩石特性不相符合,导致爆破效果不是太好,大块率高,留有根底,炸药单耗偏高,大块率高势必会导致二次破碎的费用偏高,还会对铲装运输等后续程序产生影响,这都直接影响着矿山的经济效益.通过BP神经网络对矿山爆破参数进行优化,改善爆破效果,提高矿山的经济效益.
建立水平应力作用下层状顶板岩层冒落分析方程并进行分析,结果表明：层状顶板岩层自下而上逐步冒落并收敛,层间破坏始于弱面位置,层状顶板冒落形态差异受侧向应力系数、岩层硬度和厚度及其下覆岩层跨度影响.通过层状顶板冒落机理分析,提出四道柳煤矿6003进风顺槽联合支护对策.
为了研究深部软岩巷道不同岩性段变形特征并对其影响因素进行分析,以鹤煤三矿-800 m水平南翼轨道上山为研究背景,通过布点监测,研究了深部软岩巷道不同岩性段内两帮及顶底板的最大移近量与移近速度,并对其主要影响因素进行了分析.
为了研究采动影响下断层的活化规律,利用软件RFPA对井田断层F11进行了模拟.模拟过程显示,随着工作面的推进,煤壁附近出现应力集中,2个约束端受力最大,最容易发生破坏.当向前推进到90 m时断层开始发生活化,导水裂隙带发育高度35-50 m.
在充分分析柏乡地区地热地质特征的基础上,搜集和分析了研究区大地热流值、地热增温率、钻孔测温、参考温度、岩石热导率和岩石生热率等地热参数数据.首先计算出柏乡地区干热岩150℃时埋深以及3-10 km深度处的地温,再通过体积法计算出各层段的干热岩地热资源量,最后初步探讨了干热岩在平面和剖面上的分布特征,进而圈定干热岩勘查远景区.
以赵固二矿地质采矿条件为背景,通过构建数值模型,研究了巨厚松散层地质采矿条件下采高对地表下沉及水平移动特征、地表主要移动变形参数的影响.结果表明,随着采高的增加,地表最大下沉及水平移动值逐渐增大,水平移动范围显著增加,同时得出地表最大下沉值及水平移动值与采高成线性增长关系,而地表下沉系数及水平移动系数与采高成对数增长关系,并...
为使煤矸石在采空区充填中得到充分利用,将其破碎后制备充填浆体,系统地研究了煤矸石粉末对水泥-煤矸石充填浆体凝结时间及力学性能的影响,确定了煤矸石粉末在水泥-煤矸石充填浆体中的添加比例.
基于岩石损伤的＂应力（stress）-渗流（seepage）-损伤（damage）＂理论,采用fish语言编程对FLAC^3D软件计算过程中岩石力学参数进行优化,实现软件在计算过程中水对岩石的损伤作用.在此基础上,以大南湖一矿为背景,进行富水条件下的区段煤柱优化数值模拟,分析不同宽度煤柱下煤柱内部的应力演化特征及煤柱内部的损伤区域分布.
针对东滩煤矿北轨大巷巷道支护难题,提出了适用于深井软岩的新型＂缓释、阻断和增强＂复合支护技术体系,可以最大限度地提高软弱岩体自身强度和围岩主动承载的效果,最终形成围岩-支护结构协同承载体系.经过工程实践验证,新型支护技术最终控制巷道变形量在0.8%-1%,工程应用效果良好.
为了有效控制赵家寨矿＂三软＂煤层巷道围岩变形破坏较严重的问题,结合现场调研及对原支护的研究,提出＂三软＂煤层巷道主被动协同支护方式（锚杆-锚索-U型钢协同支护）.采用FLAC3D对无支护、U型钢支护、锚杆（索）联合支护及主被动协同支护进行数值模拟研究,表明主被动协同支护能够有效控制围岩变形.进行主被动支护设计,并在12205上副巷进行工...
针对某矿1523101破碎软岩巷道的支护问题以及注浆在巷道支护中的作用,通过现场勘查、钻孔窥视及UDEC数值模拟对巷道破坏原因、影响浆液扩散半径的因素、注浆后锚索的加固效果问题进行了分析;从而提出采用高压注浆＋高强锚杆、锚索对巷道进行加固,并通过工程实践发现在加固后,顶底板变形和两帮变形量仅为加固前的7.27%和5.26%,有效地控制了巷道的...
泡沫混凝土作为轻质微孔材料的一种,在矿井巷道支护材料及建筑节能中具有广泛的应用前景.目前,泡沫混凝土多半采用快硬水泥生产,造成制品的耐久性差以及生产成本较高,这些问题都限制了泡沫混凝土的发展.通过研究可以发现：掺入水泥质量8%的硅灰可有效提高泡沫混凝土的早期强度,而掺入40%磨细粉煤灰可以使其具有较高的后期强度,及掺入硅灰、粉煤...
通过对急倾斜薄煤层刨运机组防滑、排头架防滑防倒、基本架防滑防倒及设备强度进行研究,实现了急倾斜薄煤层综合机械化开采,解决了柔性掩护支架采煤工作面单产水平低、作业环境差,通风难度大等问题.
采用FLAC^3D软件建立了3种软硬岩不同组合形式的底板采动效应数值计算模型,探讨了不同岩性组合类型底板的应力分布、位移以及破坏深度变化规律.研究结果表明：软-硬-软组合底板破坏区在采掘工作面下方最大,贯穿硬岩夹层,而硬-软-硬组合底板类型由于存在软岩夹层,使得整体受到破坏,其底板破坏深度略低于均质硬岩底板.硬岩层内则易形成高应力集中...
除了对不同温度下冻结砂岩试件剪应变局部化带的形成进行试验研究外,还基于应变软化理论,以FLAC^3D自带的Mohr-Coulomb本构模型为基础,对冻结砂岩剪应变局部化带的形成过程进行了数值模拟.结果表明：冻结砂岩单轴抗压强度总体随温度降低而提高,但过低的冻结温度并不能明显提高其强度;冻结砂岩试件剪应变局部化带的形成是一个渐进变化的过程,其最...
水平井已逐渐成为煤层气开发的一种技术手段,但是普通的裸眼多分支水平井存在钻井成本高、施工风险大、排采时煤层易垮塌、后期无法进行改造等难题.通过优化井身结构和施工工艺,采用筛管完井,在水平段下入筛管支撑井壁,可以减少煤层垮塌和进行改造作业,提高煤层气井的单井产量和生产寿命.该技术的应用,实现了煤层气水平井井身结构简约化的转变,...
针对采空区下工作面顶板压力难以确定的问题,将采空区下工作面顶板结构分为＂原生顶板结构＂、＂类原生顶板结构＂和＂次生顶板结构＂3种类型.采用理论分析与现场实测压力相结合的方法,分析了次生顶板结构时,工作面顶板压力的附加载荷.结果表明,原生顶板和类原生顶板结构时,工作面顶板压力可按原生顶板结构计算;次生顶板结构时,上方采空区矸石会...
以贵州某煤矿沿空留巷巷道为研究对象,采用RFPA数值模拟软件建立数学模型,对该沿空留巷巷道在目前支护条件下的围岩变形破坏情况进行了数值模拟分析,得出该巷道靠采空区一侧及靠煤帮底角稳定性较差的围岩变形破坏规律,为该矿井针对性地加强沿空留巷巷道支护提供依据.
为了探索山西采煤区地质灾害的成因,研究采空区对地表变形的影响,以太原西山蛇盘兔地区为例,采用有限元数值模拟软件,计算并分析采空区形成后岩体内部的应力应变特征,研究分析采空区引起地表变形的规律.
以淮南煤与瓦斯突出矿井潘三矿为研究对象,以采动卸压、煤层膨胀变形为研究切入点,运用ANSYS软件模拟保护层开采过程中被保护层的应力分布及位移演化规律,结合被保护层应力与顶、底板变形量的现场实测综合考察保护层开采应力场和位移场的演化规律,对后续分析开采保护层防突机理具有指导意义.
为解决超千米岩层低强度和高应力支护问题,通过地应力场实测获取基础数据,应用＂快速高强、多结构、多元化支护、注浆加固及释压理论,使开挖支护后的巷道表面形成足够强的刚体,阻止巷道围岩松动破碎及变形引起的锚固力迅速衰减和丧失,通过巷道稳定性分析、信息化监控量测,实现巷道的支护控制,保证安全生产.
针对综放沿空掘巷受工作面采动影响支护困难的问题,以某煤矿3下7112轨道巷为研究对象,分析了沿空巷道受力特点.在原有支护方案的基础上,进行支护设计优化研究.分别以煤柱宽度为4、6、8m进行模拟分析,确定煤柱宽度为6m时最合理.通过对不同预应力锚杆进行模拟分析,确定选取锚杆预应力为45 kN.根据支护效果观测,验证该支护方案能够有效地控制巷道变...
以陕北地区某矿主井冻结工程为参照原型,将相似理论和模型试验的研究方法应用于饱和砂层冻结壁解冻过程,进而探求解冻过程中的井筒致灾因素,为饱和砂层冻结施工和解冻阶段施工工艺改进提供试验依据.
为解决丰汇煤矿受采动影响的15104轨顺底鼓问题,通过数值模拟结合理论分析的方法得出底鼓主要原因是受到相邻采空区影响和煤柱承载能力不足的共同作用.并据此提出具有针对性的支护方案,现场监测表明新方案有效地解决了巷道底鼓问题,经济效益显著.
合理煤柱宽度对于沿空掘巷稳定性关系重大.为了确定王家岭矿综放工作面沿空掘巷的合理煤柱宽度,运用数值模拟方法建立综放沿空掘巷模型,分析不同煤柱宽度下煤柱应力分布规律、变形规律、巷道变形情况等,得出王家岭矿沿空掘巷窄煤柱合理宽度为6-8 m,并在现场工业性试验中得到成功验证.
根据工作面覆岩基本顶悬伸结构,研究下工作面停采时与上工作面采空区间不同煤柱尺寸情况时,下工作面基本顶破断规律,分为大煤柱、中等煤柱、小煤柱3种情况,给出下工作面基本顶极限破断长度计算公式,并根据计算公式,给出最优煤柱尺寸,优化下工作面末采设计方案,解决工作面过空巷、通风、监测监控等问题,并成功实施.
针对直墙半圆拱U型钢理论计算不精确问题,以U29型断面为例,基于Nastran的考虑剪切应力的开口梁Beam单元研究了直墙半圆拱型支架Mises应力分布规律,得出采用Beam单元与Bar单元以及理论计算的结果在棚腿底部和拱顶角度为90＆#176;时最大Mises应力相差较大,但在棚腿最大Mises应力处三者相差不大,仅为3%-10%.
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