千米深井沿空巷道合理煤柱宽度与支护技术研究

针对千米深井沿空巷道围岩大变形难题,以朱集西矿11502工作面运输巷为工程背景,分析了沿空巷道变形失稳原因与特点,通过理论分析和数值模拟确定了煤柱合理宽度,并结合现场试验研究了巷道围岩控制技术。结果表明:随煤柱宽度增加,掘进期间煤柱中部稳定承载区范围逐渐增大,回采期间巷道顶板下沉及实体煤帮移进量减小,底鼓量逐渐增大,综合考虑得出,8 m煤柱宽度可以保证锚杆可靠锚固;提高锚杆初次预紧力矩并进行二次预紧,能充分发挥锚杆支护性能,超张拉措施则可以使锚索快速实现高阻支护;伞状弹片结构可以提高锚杆锚固可靠性,锚索锚具防滑移自锁装置则能有效降低锚具滑移和破断钢绞线弹射可能性;井下试验表明,合理的煤柱宽度配合高强锚杆索高预应力支护,能有效控制沿空巷道围岩变形,保证巷道正常服务能力。

生物多样性保护视角下露营产品可持续设计研究

目的:随着城市化进程的不断加快,生态系统的保护和恢复变得愈发重要。文章聚焦于以保护生物多样性为目的的露营产品设计,强调将环保和可持续发展理念融入户外产品创新设计考量之中。通过优化产品设计以及选择可持续材料,实现资源的可持续利用,从而减少人类活动对自然环境和生物的破坏与干扰,有效保护生物多样性。通过设计创新让用户参与到环境保护中,增强用户对环境和生物多样性的保护意识。方法:通过使用环保材料,采用节能电器工具等,减少污染排放;通过设计细节实现无痕露营,减少对环境的破坏;通过产品结构实现物种生境的优化。结果:露营产品可持续设计研究强调材料选择、废弃物管理、生态教育、用户行为等关键因素,以确保产品在保护生物多样性、减少对环境的影响、实现资源可持续利用、增强用户的环保意识、推动可持续发展等方面的作用。结论:通过各种设计手段,帮助制造商在产品可持续方面不断创新,以满足不断增长的环保需求,同时为保护生物多样性贡献力量,推动露营产品市场持续繁荣。露营产品市场的潜力巨大,消费者的环保需求不断增长,制造商要尽可能满足这一需求,为环境保护作出贡献,以此推动露营产品市场的可持续发展。

钢管幕埋深及顶进顺序对地表变形的影响

依托合肥市滨湖科学城庐州大道浅埋隧道段工程,利用有限差分软件FLAC 3D对不同埋深及顶进顺序下钢管幕顶进施工过程进行模拟。结合模型计算结果和监测数据分析,总结钢管幕埋深与顶进顺序对地表变形的影响。结果表明,先上后下的顶进方案优于先下后上的方案,上部钢管的存在会减小下部钢管顶进对地表变形的影响;钢管的埋深越大,对于地表变形的影响也越大,下部钢管的顶进会扩大沉降范围和沉降值,上部钢管的顶进会使地表产生小幅隆起;从上至下依次顶进的方案为确定的最优方案,随着钢管顶进数量的不断增加,地表沉降量不断扩大,地表变形曲线从V形向W形转变,表明浅部钢管对地表变形有一定的控制作用。

可缩性U型钢支架承载性能足尺试验研究

支架的工作阻力是评价可缩性U型钢支架优劣的重要指标,在工作过程中,支架所受载荷分布情况和搭接位置的卡缆连接件性能直接影响支架承载性能的发挥。通过设计室内足尺模型试验,对支架承载性能进行测试,揭示可缩性支架工作阻力变化规律,讨论载荷分布情况和卡缆类型对支架工作阻力的影响。研究结果表明:1)在相同载荷作用下,支架分别装配双槽夹板式卡缆(A型卡缆)与四螺栓双槽夹板式面卡缆(B型卡缆)时的拱腰收敛量相差较大,差值最大可达105.6 mm,而支架拱顶沉降量受卡缆类型的影响不大,差值小于等于6.16 mm;2)支架拱顶沉降量与侧顶压力比κ呈负相关,拱腰收敛量与κ呈正相关;3)在保证相同螺栓预紧力的前提下,装配双槽夹板式卡缆(A型卡缆)的支架始缩阻力和最大滑移阻力均比装配四螺栓双槽夹板式面卡缆(B型卡缆)时的高,而滑移次数的变化规律则恰好相反,说明前者对支架承载性能的提升作用大于后者的提升作用;4)在强侧压(κ=3)作用下,支架的始缩阻力和最大滑移阻力明显比强顶压(κ=1/3)作用下的大,且强侧压下装配A型和B型卡缆的支架最大滑移阻力相较于始缩阻力分别提高了30%和24%,强顶压下装配A型和B型卡缆的支架最大滑移阻力相较于始缩阻力分别降低了12%和22%,说明支架对于强侧压受力状态的适用性更好;5)在同等条件下,相较于对称载荷作用,支架在偏载作用下具有更低的始缩阻力和最大滑移阻力,表明偏载受力状态会影响支架工作性能的正常发挥。

基于城市生物多样性保护视角下的过街天桥辅助设计策略——以济南市为例

城市生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分,是评价城市自然系统健康与否的重要指标之一,是维护城市的生态安全和生态平衡、改善城市人居环境的重要支撑。城市化的迅速发展对城市生态系统和生物多样性构成了严峻挑战。为了维护和促进城市的生物多样性,城市生物多样性设计已经成为城市规划和建设中的重要领域。本文围绕城市可持续发展的生物多样性议题,基于济南市区现有城市环境,推进美丽中国生态环境建设,提供更多的技术途径为目标,聚焦城市过街天桥及城市中心动植物构成要素,从栖息地多样性、植物多样性、动物多样性三个层面,探讨生物元素在过街天桥的共生方法,挖掘生态价值,让生物元素尽早回归城市中心,以更好地服务改善城市环境,试图走出一条不同城市中心过街天桥生态良性循环发展的特色之路。

八达岭长城站大型地下洞室群施工期通风技术探究

作为目前国内最复杂的暗挖洞室群车站工程,八达岭长城站具有多洞室、多工作面、通风网络复杂的特点。为解决车站施工期间通风散烟难题,在考虑洞室群风网结构动态变化的基础上,提出多阶段通风方案,依次为压入式通风、巷道式通风和混合式通风,并采用数值模拟方法研究了长距离独头掘进通风的合理性。同时,基于实测通风数据,通过理论计算和通风网络解算分析洞室群巷道式通风及混合式通风状态,明确风网结构变化对通风效果的影响。结果表明:1)多阶段通风设计能满足车站施工期间通风要求;2)独头掘进工作面爆破后通风30 min,空气中主要污染物质量浓度符合规范要求;3)通风网络解算结合通风质量监测,可有效指导通风系统优化,调整通风措施;4)局部导流风机和除尘设备的使用,显著改善了隧道交叉点及密集钻爆区域的空气质量。研究成果可有效解决地下车站通风网络动态变化难题,实现洞室群施工期间空气的高效置换。

冻土矿区浅埋煤层巷道锚网支护技术探究

针对胜利煤矿永冻层下浅埋14#煤层的赋存特殊性,在14101工作面运输顺槽开展锚网支护试验及现场测试工作,分析冻土矿区浅埋煤层巷道掘进过程中巷道围岩变形规律和锚网支护的实际承载变化规律,为评价这种条件下锚网支护的合理性、制定冻土矿区浅埋煤层巷道锚网支护技术标准及规范提供了理论依据。

非达西渗流作用下饱和黏土压密注浆扩孔理论分析

为研究软土注浆过程中在渗流作用下小孔扩张引起的土体力学响应,基于广义Tresca屈服准则和非相关联流动准则,考虑非线性渗流和应变软化等因素的综合影响,结合弹塑性边界条件推导饱和软黏土地层注浆扩孔问题的弹塑性解答。通过算例对比分析了是否考虑地下水渗流作用时孔周土体渗流场、应力场、位移场的计算结果的差异,进一步讨论了非线性渗流系数m对其产生的影响。结果表明:在高速非线性渗流模式下的塑性区半径和径向应力都比达西线性渗流状态下的值要小,并且非线性程度越大,其值也越小;而径向位移受非线性渗流系数m的影响较小,两种模式下基本相同。可见地下水非达西渗流作用对扩孔压力的影响不容小觑,在今后研究此类问题时也应充分考虑其不同渗流状态的影响,使得计算结果更加接近实际情况。

沿空掘巷围岩稳定性及其控制技术研究

根据新郑煤电公司赵家寨煤矿复杂的地质条件,针对12206工作面下副巷围岩的变形破坏特征,深入研究了沿空巷道在掘进和本工作面采动期间围岩稳定性,提出了沿空巷道高强锚网索支护技术。此技术采用锚网加固围岩体形成强度较高的组合承压梁,在关键部位布置结构补偿锚索,提高支护承载结构的承载能力和结构稳定性。该技术在现场进行工业性试验,成功应用于赵家寨煤矿沿空巷道围岩支护实践,具有较高的技术经济效益。

钢管幕群顶进顺序对地表沉降的影响分析

依托合肥市滨湖科学城庐州大道浅埋隧道段实例工程,利用有限差分软件FLAC3D对不同顶进顺序下钢管幕群顶推施工过程进行模拟。结合模型计算结果和监测数据,总结钢管幕群顶进顺序对地表变形影响规律。结果表明:横向管幕顶进宜采用从中间向两端的方案,能有效抑制群管效应的影响;竖向管幕顶进宜采用由上至下的方案,可降低上排钢管施工对土体的扰动;先上排、再两侧、最后下排的方案为最优顶进方案,将钢管幕群分为6组,分组进行顶推施工,可有效保护管幕结构的围护土体,实现“边顶推、边开挖”,大幅提高施工效率。

滑动构造区极松散煤巷围岩大变形控制机制试验研究

为研究滑动构造区极松软煤层巷道围岩大变形控制机制,综合运用现场调研、理论分析、数值模拟和物理模拟试验等方法,分析极松软煤层巷道支护–围岩系统失稳机制,自主设计大比例尺真三维锚固模型试验系统,并对比研究巷道在低预应力锚杆配合钢塑网护表、高预应力锚杆配合钢塑网与钢筋编织网联合护表2种围岩控制条件下,经受掘进、采动影响过程中围岩应力、锚杆锚固力、围岩体变形的演化规律。结果表明:(1)巷道围岩失稳模式为:锚杆之间松软煤体是锚固作用薄弱区,在围岩载荷作用下首先发生破坏,逐渐产生极不均匀大变形,继而引起锚固围岩系统整体渐进失稳。(2)掘进影响阶段,巷道围岩变形量较小,在较差的围岩控制条件下,巷道浅部0~1.64 m范围围岩径向应力、切向应力出现不同程度降低;而支护初期施加较高的锚杆预紧力和护表强度,可以直接有效地提高巷道浅部围岩的应力水平,使得锚固体具有较强承载能力,巷道浅部围岩应力降低程度相对减小,且围岩径向应力出现降低的范围由0~1.64 m减小到0~1.24 m。经受采动影响后,锚固围岩应力增加量相对提升25.0%~51.8%。(3)采动影响作用下巷道围岩迅速产生强烈变形,尤其锚杆之间围岩产生类似"锥形"的极不均匀大变形区域。在较差锚固作用条件下,浅部围岩不断破碎、局部流失,锚杆轴力急剧升高之后缓慢下降;但在较好的锚固条件下,巷道围岩完整性良好,锚杆之间围岩出现极不均衡大变形的范围明显减小,锚杆轴力急剧升高后继续稳步增加,巷道围岩整体位移量也相对减少31.9%。