拱形迈步自移式超前支架有限元分析

采用仿真软件对拱形迈步自移式超前支架进行准静态结构分析和模态分析,确定该机构的最佳振动频率,避免共振现象。结果显示,机构的最低固有频率为18.09 Hz,振动频率为8.25~12.32 Hz,因此在作业时不会发生共振现象。可为拱形巷道迈步自移式快速掘进机的结构优化提供参考。

极薄煤层端头支架与巷道围岩数值模拟

根据双阳煤矿极薄煤层巷道地质条件,设计了极薄煤层端头支架,分析并计算该支架主要承受的静载荷、动载荷、冲击载荷;运用3DEC软件分析极薄煤层巷道在有、无极薄煤层端头支架支护条件下围岩应力云图以及支护过程中受力曲线,从而确定合理的工作阻力。数值模拟结果表明:在水平、垂直应力场中巷道围岩应力减少20%;确定极薄煤层端头支架工作阻力为3 000 kN;支架随距离不断增加,受力整体趋势增加。

高应力软岩巷道变形破坏机理与控制对策研究

高应力软岩巷道由于地压大、地质条件复杂,预选支护形式往往不尽符合围岩变形、破坏特点。软岩巷道发生底臌及顶板失稳等现象,大多数是由于巷道周边弱支护与局部弱支护造成的。软岩巷道支护是矿山开采等地下工程维护面临的一个技术难题,而巷道底臌又是巷道围岩变形破坏的一种重要的形式。大量实测数据表明,在巷道顶底板移近量中约有50%～75%是由于底臌造成的。严重的巷道底臌,不仅带来了大量的维修工作,增加了巷道的维护费用。分析了高应力软岩巷道局部弱支护机理,阐述了巷道底臌与顶板失稳诱发原因,探讨了软岩巷道的破坏特点和变形规律,提出了一些认识和支护对策,为软岩巷道支护结构设计提供新的参考依据。

卸压支护技术在煤巷支护中的应用

根据凤凰山煤矿现场实际,分析了以往巷道支护破坏原因,结合卸压和支护的维护原则,阐述围岩蠕变卸压支护方式的原理及卸压支护参数的确定,成功地在2322工作面上回风巷进行沿空掘巷卸压支护。试验结果表明,与以往使用过的支护方式相比,该方式的巷道变形小,安全状况明显好转,实现该巷在服务期限内无巷修工程,节约维护费用,减少优质煤炭资源的损失,提高矿井的经济效益。该支护方式工艺简单,维护费用低,便于推广,社会和经济效益显著。

钢管混凝土短柱轴压力学性能分析及其数值模拟

钢管混凝土短柱是研究钢管混凝土最基本的构件,研究钢管混凝土短柱有助于了解钢管混凝土的力学性能,为研究其他构件提供了一个基础。对钢管混凝土短柱的力学性能进行了分析,归纳总结了短住轴压承载力理论计算公式,并采用有限元软件ABAQUS对不同壁厚钢管混凝土短柱进行轴心受压模拟。总结得出,随着壁厚的增加,钢管混凝土短柱的极限承载能力逐步提高,二者之间符合线性关系。将数值模拟软件计算求得不同壁厚短柱极限承载力与理论公式计算得出的值做出对比分析,校核发现两者较为接近,说明数值模拟计算效果良好。最后,总结分析位移荷载曲线,提出钢管混凝土短柱塑性破坏角概念。随着钢管壁厚的增加,短柱塑性变形能力提高,塑性破坏角变大,当壁厚达到11.185 1 mm时,短柱发生理想塑性变形。

U型钢可缩性支架壁后充填应力分散技术研究

在无法使用主动支护的高应力软岩巷道中,U型钢可缩性支架是一种有效和成熟的支护方式,但是围岩性质复杂时,U型钢可缩支架的承载与围岩的作用无法有机的结合起来,造成U型钢的支架局部应力集中,致使U型钢支架局部屈服而U型钢支架整体失稳,使用U型钢可缩支架壁后充填技术改善了与围岩的关系,阻止了局部应力集中,使U型钢均匀承载,较充分发挥U型钢的支护性能。文章通过阐述U型钢支架失稳机理解释了壁后充填技术的科学性,并介绍了在应用中的实际效果。

水平井井下液压增力打捞工艺研究与应用

针对金属滤砂管防砂工艺投产的水平井在防砂失效或生产效率下降,防砂管不能有效拔出而只能关井或低效生产的问题,开展了井下液压增力打捞工艺的研究与应用。井下液压增力打捞根据液压增力原理,在井下采用液压方式由位于水平段的增力器对井内管柱直接提供打捞力。增力器由套管锚定、液压增力、水平打压球座组成,作用是改变打捞管柱的受力方式,在卡点处产生大吨位拉力,使井下落物产生移动。在孤岛采油厂实施井下增力打捞7井次,成功拔出5口井内的金属滤砂管,目前5口井已累计产油5060t,收到了很好的效果。

三软煤层巷道持续变形控制技术

根据三软煤层巷道变形破坏的表现形式,并由实测数据分析可知,三软煤层巷道破坏的主要原因由水平持续变形引起的。针对古汉山矿的具体情况,设计了工钢组合棚,采用半封闭式支护控制围岩持续变形,有效控制了两帮位移和煤体的馅饼式变形。

山西东风煤矿平顶U型巷道支护应用分析

平顶U型巷道支护方案是针对软煤层(直壁)半圆拱巷道的优化支护技术。基于摩尔-库伦准则,可以确定半圆拱巷道与平顶U型巷道围岩的围岩塑性比例关系,即两种不同巷道围岩边缘位移分布规律相似,塑性面积占比近似相等。利用数值模拟方法,分析半圆拱巷道和平顶U型巷道中U型钢支架在围岩相互作用下的承载特性,认定U型钢支架可以满足上述两种巷道围岩支护的要求。通过在东风煤矿3204工作面回采巷道的应用以及对围岩位移的现场测量,验证了理论分析和数值模拟的准确性。

U型钢支架壁后充填支护技术及其工程实践

对Ｕ型钢支架壁后充填的护巷机理及其材料选择、工艺实施等问题进行了探讨，并报道了一个成功的工程实例。

兴安煤矿深部软岩巷道立体交叉处支护对策研究

随着煤矿开采深度的不断增加,深部软岩巷道支护问题变得越来越严重,特别是对于巷道上下立体交叉部位,采用传统的支护形式已经难以保证工程的安全使用。以鹤岗矿务局兴安矿四水平单机车线与水仓十字立体交叉处的工程实例,分析了深部软岩巷道立体交叉部位的支护难度,提出了"上锚下桁"的耦合支护对策。应用效果表明,新的支护技术使交叉部位稳定性大大提高,经济效益和社会效益显著,保证了矿井的安全生产。

U型钢可缩性支架缩动后的内力计算

缩动是U型钢可缩性支架的重要特性 ,按支架缩动后进行强度计算是必要的。介绍了U型钢可缩性支架缩动后的内力计算方法。算例表明 ,支架缩动所产生的内力在支架的内力计算中不但是不可忽视的 ,而且往往占有重要的地位。

深井高应力软岩巷道围岩变形破坏及支护对策

介绍了高应力软岩的矿物组成、物理力学特性和环境地应力,研究了高应力软岩在低围压环境中的变形破坏机理和特征。提出了高应力软岩巷道的支护原则和支护对策。以某煤矿1122工作面风巷为例,确定了合理可行的高应力沿空大断面巷道综合控制技术方案及参数。

巷道金属支架稳定性的有限元分析

在巷道金属支架的设计与计算中,不但要对结构进行强度和刚度计算,而且还要进行稳定性的验算.为了验证有限元法在分析巷道金属支架稳定性上的有效性,对巷道金属支架的稳定性进行了理论分析,介绍了用有限元法分析巷道金属支架稳定性的基本原理.通过一个实例,采用有限元法与理论分析两种方法求得了拱形金属支架反对称失稳时的失稳荷载分别为119 410N/m与110 600 N/m,两种方法所求得的失稳荷载的数值非常接近.结果表明,利用有限元法分析巷道金属支架的稳定性是可行的.

整体壁后充填对提高拱形金属支架支护阻力的作用

拱形金属支架的承载能力与其受载条件有很大关系，改善支架的受力将有利于承载能力的充分发挥，实施支架壁后充填是改善拱形支架受载状况的有效方法。本文分析了支架壁后充填及其质量对支架承载能力的影响，并通过实验室试验研究得出拱形金属支架实施壁后充填后，充填层与支架的联合承载特征，从而进一步说明了支架壁后充填的作用。

井巷支护用U型钢亚温淬火及自回火工艺的研究

以20MnK、Q275两种牌号U型钢进行试验，全面探索了U型钢经亚温淬火及自回火后的强韧性。试验表明，经770～820℃水淬＋300℃自回火处理后，Q275U型钢的屈服强度σ0．2≥440MPa；经790～820℃水淬＋300℃自回火后，20MnKU型钢的屈服强度σ0．2≥520MPa。两种钢的屈服强度均比处理前提高50％以上，而屈强比≤0．75，伸长率δ5≥16％，达到国外同类U型钢的力学性能水平。此外，还对U型钢亚温淬火及自回火工艺的可行性及其强韧化机理进行了初步探讨。

软岩巷道支架结构稳定性分析

目前软岩问题突出,在一些软岩巷道中,用于支护的U型钢支架破坏比较严重,本文对支架进行了结构力学分析,并从支架自身结构方面对破坏原因进行了分析。最后并对最佳支护时间进行了阐述。

矿用U型钢专用曲臂举升机虚拟样机分析

随着国内煤矿机械化技术的发展,炮掘巷道支护U型钢的安装亟需从现在的人工安装转变为机械化安装,以提高支护过程的工作效率和安全性。本文提出了一种矿用曲臂举升机,可用于炮掘巷道中U型钢的快速支护安装,并基于多体动力学软件ADAMS对举升臂机构进行虚拟样机设计分析,为最终的产品设备实现奠定基础。

大采高综采面顺槽超前支护支架及其应用

论文分析了神东矿区大采高综采工作面开采矿压显现规律,介绍了超前支护支架的主要结构、技术特征和超前支护支架在神东矿区大采高综采工作面顺槽的应用情况。结果表明,在大采高综采工作面推进速度加快、顺槽宽度和高度逐渐加大的情况下,采用大采高超前支护支架进行顺槽超前支护,可以有效保证支护的安全性,提高支护效率,降低支护成本。

巷道金属可缩性支架实验分析和改进意见

介绍试验平顶形和拱形可缩性支架,分析卡缆“初应力”和约束条件改变对支架受力、稳定和破坏所起的作用。