厚煤层大采高综放工作面覆岩断裂演化规律研究

大采高综放开采易形成强烈的矿压显现,上覆岩层的断裂演化规律对工作面安全生产至关重要。以羊场湾煤矿160206工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析的综合研究方法,对大采高综放工作面覆岩的断裂过程与覆岩运移规律进行系统研究。研究表明:导水裂隙带内岩层随工作面推进表现为“台阶下沉”,同层岩层下沉趋势沿走向表现为“急剧下降—稳定(最大值)—快速上升—稳定(最小值)”。工作面覆岩运动场由两区分布(加速下沉区、缓慢下沉区)演化为三区分布(加速下沉区、缓慢下沉区、稳定区)。对离层演化与地表下沉规律进行了定量描述,运用理论计算表达式深入地剖析了地表的动态下沉机理及其相关因素。结合相似模拟与数值模拟的试验结果,提出了覆岩断裂演化的形态变化特征:覆岩断裂形态由“单等腰梯形”演化为“双等腰梯形”,表土层影响区由“矩形”演化为“倒梯形”。分析了覆岩中垮落区、离层区、压实区、裂隙富集区的动态演化过程:垮落区逐渐增大至一定程度,高度小幅度降低并趋于稳定,离层区由下至上逐渐发育并随工作面向前移动,离层区逐渐闭合形成压实区,且压实区逐渐增大并最终保持稳定,裂隙富集区位于采空区前后端部并随工作面向前移动。

三维CT导航辅助椎间孔镜手术治疗腰椎间盘突出症的疗效及安全性分析

目的分析三维CT导航辅助椎间孔镜手术治疗腰椎间盘突出症(LDH)的疗效及安全性。方法将106例LDH患者随机分为两组各53例,对照组行常规C臂机透视导航辅助椎间孔镜手术,观察组行三维CT导航辅助椎间孔镜手术。记录两组手术情况(手术时间、术中失血量、穿刺次数、工作通道建立时间)、术后恢复情况(术后卧床时间、术后引流量、住院时间),分别于术前及术后3、7 d检测血清应激反应指标[血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、白细胞介素6(IL-6)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)],分别于术前及术后7 d、3个月、1年评价腰腿部疼痛(VAS)及腰椎功能(JOA评分),随访1年评价预后情况,记录并发症发生情况。结果与对照组比较,观察组工作通道建立时间、手术时间、术后卧床时间、住院时间缩短,穿刺次数、术中失血量、术后引流量减少,术后3、7 d血清AngⅡ、IL-6、hs-CRP水平降低,术后7 d腰腿部VAS降低而JOA评分增高,并发症发生率降低(P均<0.05);两组术后3个月、1年腰部腿部VAS、JOA评分及术后1年预后优良率比较差异均无统计学意义。结论三维CT导航辅助椎间孔镜手术治疗LDH能有效减少穿刺次数,降低术中出血量,缩短工作通道建立时间、手术时间及术后恢复时间,减轻应激反应,降低腰腿部疼痛程度及并发症发生风险,且安全性较高。

经皮靶点髓核旋切减压联合臭氧多次注射治疗非包容性腰椎间盘突出症的疗效观察

目的：观察经皮靶点髓核旋切减压联合臭氧多次注射治疗非包容性腰椎间盘突出症的疗效.方法：136例非包容性腰椎间盘突出症患者采用随机数字表法,随机分为两组,在CT引导下,A组68例应用Dekompressor髓核旋切器,经小关节内侧缘入路穿刺,行靶点髓核旋切腰椎间盘减压术.B组68例在A组旋切基础上经穿刺针管向盘内注入臭氧,最后经穿刺针管向盘内置入一次性硬膜外导管,埋置并固定,术后每天经导管向盘内注入50 μg/ml臭氧5～10ml,连用5d.通过治疗前和治疗后1、3、7d测定腰背、腿疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）、直腿抬高试验（straight leg raising test,SLRT）及治疗后1、6个月汉化功能障碍指数（oswestry disability index,ODI）评分来评价两组临床疗效.结果：A、B两组治疗后1、3、7 d VAS较治疗前明显降低,SLRT明显改善（P＜0.05）.术后1、6个月随访,B组疼痛VAS及汉化功能障碍指数评分均好于A组（P＜0.05）,特别是6个月VAS比较,差异有统计学意义（P＜0.01）.两组均无明显并发症发生.结论：经皮Dekompressor靶点髓核旋切减压和臭氧多次注射联合治疗非包容性腰椎间盘突出症安全、有效.

MRI腰部成像参数与腰椎间盘突出症患者椎间孔镜术后疗效的关系

目的分析磁共振(MRI)腰部成像参数与腰椎间盘突出症(LDH)患者椎间孔镜术后疗效的关系。方法选取LDH患者114例作为观察组,另选同期有腰痛症状无腰椎间盘突出患者110例作为对照1组,无腰痛症状及腰椎间盘突出的健康体检人群110例作为对照2组。三组行腰部MRI检查,测量并计算两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值。观察组均行椎间孔镜手术治疗,于术后6个月采用改良MacNab评估疗效,比较不同疗效患者术前、术后6个月腰部疼痛评分(VAS)、腰椎功能(JOA)评分及两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值,分析两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值与疗效、VAS、JOA评分相关性。结果观察组、对照1组男性、女性累及侧/疼痛侧腰大肌、多裂肌横截面面积小于非累及侧/非疼痛侧(P均<0.05),对照2组男性、女性左右两侧腰大肌、多裂肌横截面面积无明显差异;观察组两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值均高于对照1组、对照2组(P均<0.05)。术后6个月,观察组优良率92.11%(105/114);观察组疗效优良者术前、术后6个月两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值、VAS低于非优良者,JOA评分高于非优良者(P均<0.05);Pearson相关性分析,术前、术后6个月两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值与VAS呈正相关,与JOA评分呈负相关(P均<0.05);多元线性逐步回归分析,将VAS、JOA评分等其他因素控制后,两侧腰大肌、多裂肌横截面面积差值与疗效相关(P均<0.05)。结论LDH患者MRI两侧腰大肌、多裂肌横截面面积经椎间孔镜术治疗后明显恢复,且与腰部疼痛、腰椎功能改善及疗效密切相关,在疗效评估中具有良好价值。

考虑轴向应力影响的圆形巷道围岩塑性区边界近似解

为了研究考虑轴向应力作用的巷道围岩塑性区边界问题,基于Mohr-Coulomb准则,通过引入Lode角参数,推导出考虑轴向应力作用的圆形巷道围岩塑性区边界隐性方程,通过变化巷道水平应力σx、轴向应力σy分析了不同应力场下的围岩塑性区尺寸及形态,并通过数值模拟进一步说明了理论分析的可靠性。此外还研究了围岩黏聚力C、内摩擦角φ、巷道半径R、泊松比v对巷道围岩稳定性的影响。结果表明:①固定轴向侧压变化水平侧压的条件下,围岩塑性区尺寸变化会分为敏感区和迟钝区,且在水平侧压变化的过程中围岩塑性区形态会呈现圆形、椭圆形及蝶形3种形态。②固定水平侧压变化轴向侧压的条件下,围岩各位置的塑性区会呈现强烈的区间效应,通过与平面应变问题下的塑性区尺寸对比将区域分为轴向应力影响区和轴向应力无影响区。在轴向应力影响区内,轴向侧压的变化对围岩的塑性区尺寸影响较大。③巷道围岩的破坏形态由水平侧压η1决定,轴向侧压η2对塑性区形态影响较小,对尺寸影响较大。④围岩C、φ的增加会使巷道围岩的塑性区尺寸不同程度的减小,R的增加会使围岩不同位置塑性区呈等差数列增大。在轴向应力无影响区,v对围岩塑性区尺寸无影响,在轴向应力影响区内,翼角处的塑性区尺寸不受v的影响,其余位置的塑性区尺寸会受到不同程度的影响。

旺格维利采煤法刀间煤柱宽度优化研究

条带式旺格维利采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对优质边角煤回收、控制地表下沉、提高工作面安全性等方面均具有重要意义,相较于美国、澳大利亚对旺格维利采煤法成熟的理论研究和丰富的生产实践,我国目前尚处于小范围应用阶段。为研究旺采条件下的煤柱特征,以河东矿L21001旺采工作面为背景,分析了旺采条件下的刀间煤柱受力特征,得出了旺采刀间煤柱尺寸的计算方法,提出了两种不同的刀间煤柱留设方案,并利用FLAC 3D数值模拟软件分析了不同尺寸刀间煤柱下的塑性区、巷道位移及围岩应力特征,提出了保障工作面安全回采的措施。结果表明,L21001工作面初采阶段刀间煤柱总宽度为60 m;1.5 m宽刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力,采用1 m刀间小煤柱配合3.5 m刀间大煤柱时,小煤柱随采随垮,但大煤柱承载能力较强,可以保障连采机回收完整条支巷;当采硐采出后,顶板出现空顶,原岩应力向周围有支撑的煤柱转移,在煤柱周围形成应力集中,应力集中系数为2~3,煤柱有效承担了上覆岩层的载荷,使巷道及其上覆岩层处于应力降低区内。现场实测表明,支巷中部巷道的表面位移大于支巷两端,方案二顶板下沉量更小、围岩塑性区范围也较小,优化后的煤柱留设方案具有较高的可靠性,在保证安全高效生产的前提下实现了经济效益最大化。

柱式采空区上行开采可行性研究

针对韩家洼煤矿22^(#)煤层房柱式开采后,对19^(#)煤层上行开采的可行性进行研究。首先通过理论分析对其可行性进行了初步论证,随后采用FLAC^(3D)数值模拟软件建立模型,设计19^(#)煤层上行开采的不同方案,从应力、塑性区、位移三方面对22^(#)煤层与19^(#)煤层开采后的矿压显现规律进行分析。结果表明:22^(#)煤层开采后,煤柱与采区煤壁出现应力集中现象,但层间岩层稳定性较高。19^(#)煤层底板的下沉量仅为5.5~9.1 cm,且均匀连续,煤岩层的完整性较高。工作面沿着盘区大巷两侧推进的方案3为19^(#)煤层的最佳上行开采方案,且在此方案下,煤岩层与煤柱的应力均有所降低,层间岩层破坏范围较小。理论分析与数值模拟的结果均表明19^(#)煤层满足上行开采条件。