坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响

针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。

大断面半煤岩巷道变形破坏机理研究及控制技术

针对大断面半煤岩巷道围岩变形控制难题,以小保当煤矿一号井大断面半煤岩巷道为研究背景,测试了巷道围岩岩层分布、围岩地应力分布及裂隙发育,分析了巷道围岩的变形破坏演化特征。通过实验室试验以及数值模拟分析了半煤岩组合体力学性能及其变形破坏形态,揭示了强度较低的煤体最先在煤岩交界面发生破裂、滑移,变形不断向深部延伸,随着煤岩体完整性及强度的持续弱化,造成巷帮由下而上的非均匀渐进性失稳破坏,揭示了提高大断面半煤岩巷道围岩稳定性的关键在于控制煤岩交界面非协调变形。基于此提出了采用高预应力锚杆支护与薄弱区域加强支护的变形控制思路,制定了小保当一号井大断面巷道半煤岩巷道围岩变形控制方案,并开展了井下工业试验,取得了较好的应用效果,在监测期内巷道顶板的位移量为28 mm,两帮的位移量为80 mm,底板的位移量为43 mm,随后围岩变形趋于稳定,巷帮煤岩交界处的变形控制效果显著,表明采用该方案可有效控制大断面半煤岩巷围岩变形。

高水平应力巷道宽高比对围岩变形影响研究

为研究高水平应力巷道宽高比对围岩变形的影响,以某矿42103工作面为研究背景,利用FLAC~(3D)软件,模拟巷道宽高比对围岩应力状态、剪切破坏程度和位移量变化的作用。模拟结果表明,高水平应力作用下,巷道宽高比越大,围岩应力集中程度越小且不容易出现拉应力,分布更为合理,顶板剪切应变集中范围更小;剪切应变较高区域主要集中于两顶角位置,相对孤立,对顶板的剪切效应较低;顶板位移随宽高比变化不敏感,而两帮的位移随着宽高比的增加而逐渐减小,减小的幅度比较大。现场应用后,巷道围岩没有发生明显变形和离层,稳定性程度大大增强。

近距离煤层多次采动影响巷道围岩破坏特征与控制

针对隆德煤矿近距离煤层上下同采工作面巷道围岩稳定性控制问题,采用现场实测和理论分析方法,对多次采动影响下巷道支护体受力特征和煤柱应力演化特征进行研究。结果表明,巷道锚杆/索受力经历7个变化阶段,包括采动影响前初始稳定阶段、单工作面超前影响阶段、双工作面超前影响阶段、采动卸压区快速升高阶段、采动应力恢复区慢速升高阶段、二次稳定阶段和双工作面开采扰动升高阶段;煤柱采动应力演化经历5个阶段,包括采动影响前初始稳定阶段、单工作面超前影响区缓慢上升阶段、采动卸压区快速上升阶段、采空区压实自由演化阶段和双工作面开采扰动升高阶段。随着钻孔应力计安装深度增加,煤柱应力呈现先升高后降低趋势,煤柱浅部3 m左右进入塑性状态,承载能力降低;基于上述观测结果,对新掘巷道支护参数进行优化,在保证围岩长期稳定性的同时还可以降低支护费用,实测结果表明,支护参数优化后巷道表面位移量在工程允许范围内,巷道围岩裂隙发育程度较低。

综放工作面强动压巷道围岩综合控制技术研究与应用

针对老石旦煤矿强烈动压影响巷道围岩变形难题,在分析顶板岩层以及地应力场分布的基础上,总结了动压巷道围岩的变形破坏特征,提出了水力压裂卸压与高预应力锚杆支护的协同控制技术,确定了最佳压裂高度,制定了水力压裂方案与高预应力锚杆支护方案,开展了井下工程应用。结果表明:水力压裂有效激发了顶板岩层破裂和裂缝扩展,形成大尺度裂缝,阻断了侧向支承压力的传递路径;巷道矿压显现明显减弱,顶底板移近量402 mm,两帮移近量83 mm,较原支护变形显著减小;强采动影响下锚杆(索)受力变化趋势明显减弱,锚杆最大受力79~96.5 kN,锚索最大受力101 kN,且未发生锚杆(索)破断现象,表明采用水力压裂与高预应力锚杆支护后,巷道围岩侧向支承压力明显减弱,稳定性显著提高,强动压巷道围岩控制效果显著。

浅埋深特厚煤层小煤柱沿空掘巷强力支护技术研究

根据千树塔煤矿浅埋深特厚煤层地质条件,采用数值模拟并结合工程类比的方法,分析确定该煤矿沿空掘巷护巷煤柱宽度为8 m。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷的基本支护思路:保证围岩整体有足够的支护强度和刚度;薄弱部位进行重点控制;遵循控制效果与经济成本的合理平衡原则。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷高预应力强力支护技术方案并进行了现场实践,结果表明:运输巷道掘进期间围岩整体变形量在100 mm以内;工作面回采期间围岩最大变形部位为煤柱侧帮,最大位移量约为295 mm。实现了巷道掘进和工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。

节理化脆性特厚煤层巷道大变形机理及控制技术

针对潞新矿区脆性特厚煤层内巷道强矿压显现、大变形等难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法进行了巷道大变形机理和控制方法研究。结果表明:巷道在冲击性载荷影响下的大变形机理为强卸载和冲击性载荷双重作用引起煤层的似层裂、劈裂并不断扩展导致剪胀变形;离散元动态模拟显示动载荷强度对变形的影响最大,动载荷强度达到15 MPa,顶板离层严重,承载结构失效,超过25 MPa,顶板失稳;提出以提高支护材料的延伸率和冲击韧性以及增大支护构件的护表面积和刚度为核心的强护表高韧性整体支护法,经现场试验该支护方法成功将顶板及两帮变形控制在240mm和130 mm;动载荷持续影响下顶板锚索受力呈现波动特征,两帮锚杆受力受开挖与节理方向关系和煤层倾角影响而呈现不同变化规律。

基于HyperMesh的某航天产品结构螺栓连接处理方法研究

目的为具有多螺栓连接复杂结构、处于在研阶段的某航天产品提供螺栓连接处理方法。方法利用Hyper Mesh软件,选择4种螺栓连接处理方法,建立组件有限元模型,进行模态分析,比对其固有频率与振型;对具有螺栓连接的简单结构,采用同样计算方法,比对计算和试验验证结果。结果 4种螺栓连接处理方法得到的低阶振型一致,但固有频率有所区别。结论实体螺栓处理方法适合于该产品改进设计需求,该方法可为类似结构的建模及分析提供参考。

薄壳结构减振设计中橡胶材料特性影响实验研究

目的通过橡胶材料特性实验研究,为薄壳结构减振器设计中橡胶材料的选择提供试验依据。方法对某航天薄壳产品的金属-橡胶复合型减振器设计进行研究,对比使用3种不同橡胶材料的减振器在正弦振动、随机振动试验时的减振效果,研究橡胶材料特性对该种形式减振器减振性能的影响。结果设计的金属-橡胶复合型减振器可以实现3个方向的减振作用,橡胶材料特性(硬度、阻尼比)直接影响减振效果。对于正弦试验,橡胶材料的硬度特性影响表现最大,对于随机试验,橡胶材料的阻尼比特性影响表现最大。结论进行减振器设计时,橡胶材料的选择要综合考虑产品结构特点、产品所要耐受的振动环境和减振器的结构这3个要素。

基于覆岩结构的沿空留巷充填体载荷估算方法

针对部分充填体载荷设计公式复杂、参数选取随意等造成的留巷失败或浪费等问题,通过分析沿空留巷上覆岩层移动规律,提出了基于采动覆岩结构和ALPS的充填体承载特性,并给出了不同顶板条件下沿空留巷后期充填体载荷的简化估算公式。该估算方法在坚硬及中硬顶板条件下沿空留巷实践中得到成功验证,为沿空留巷充填体的设计提供一定借鉴。

基于模态分析的某复杂薄壳结构局部连接处理方法研究

目的在ANSYS Workbench中用不同的局部连接处理方法对某复杂薄壳结构进行模态分析,结合模态试验,研究不同局部连接处理方法的特点。方法分别在实体单元分析和面单元分析下,用两种不同的简化方法处理关注的局部连接,建立相应的有限元模型进行模态计算,得到4种分析情况下的有限元计算结果 ,并通过实际模态试验对不同的计算结果进行了对比验证。结果通过比较有限元计算结果与模态试验结果 ,验证了不同局部连接处理方法计算结果的准确性,并总结了不同方法的优缺点和适用性。结论本文中的局部连接处理方法研究,为复杂薄壳结构的动态特性分析提供了理论指导,也为同类产品的结构动态设计与优化提供了理论依据。

从湿热论治难治性肾病综合征

肾病综合征（nephrotic syndrome，NS）是大量蛋白尿、低蛋白血症、明显水肿、高脂血症为主要表现的一组临床综合征。难治性肾病综合征（refractor nephrotic syndrome，RNS）是指对激素抵抗、依赖和经常复发的肾病综合征病例［1］。激素依赖是指应用肾上腺皮质激素治疗有效，但撤药过程中 NS 复发2次或2次以上者；激素抵抗是指应用泼尼松足量（1 mg＆#183;kg -1＆#183;d -1）治疗达6个月以上而无效者。RNS 临床上比较常见且治疗效果不佳，若不能有效控制病情发展，可逐渐进展为慢性肾衰竭。如何提高临床疗效，减少复发，减轻激素和细胞毒药物的副作用，是临床亟待解决的问题。中医学认为湿热之邪，属六淫合邪，兼具湿邪和热邪之性，病势缠绵，反复发作，符合 RNS 病程特点。

TGF-β_1与糖尿病肾病的关系及中医药研究进展

糖尿病肾病（diabetic nephropathy,DN）是糖尿病血管并发症中最常见的慢性并发症,其临床发病率占糖尿病患者的30%-40%,常见于病史超过10年的患者。据美国、日本及许多西欧国家统计资料表明,DN已经上升为终末期肾脏病（end-stage renal disease,ESRD）首位病因[1]。

某航天产品力学试验工装优化设计

振动试验工装是影响振动试验的重要因素。传统的振动试验工装动力学设计存在一定的局限性。针对某航天型号产品,使用有限元仿真设计方法,充分考虑产品和工装组成的整体动力学模型与产品、工装的动力学模型的不同,建立产品和工装的整体动力学模型。根据整体模型模态特点、试验激励特点,对工装进行动力学优化设计研究。工装优化后整体模型固有频率显著提高,产品的振动响应有效降低。优化后的工装已用于某航天型号产品的地面振动试验模拟。

基于两级拓扑优化的振动台扩展台面设计与试验验证

根据拓扑优化基本原理,利用OptiStruct进行振动台扩展台面的结构最优化设计,通过两级拓扑优化完成结构的拓扑寻优。首先利用整体级拓扑优化,找到结构的整体最佳构造。然后利用局部级拓扑优化,对局部结构进行拓扑寻优,最终完成产品的结构设计。试验结果与仿真结果对比表明,误差在5%以内,表明方法的有效性和实用性。

心脑宁胶囊对舒张性心力衰竭老年患者脑利钠肽和高敏C-反应蛋白的影响

目的观察心脑宁胶囊对舒张性心力衰竭(DHF)老年患者血脑利钠肽(BNP)和高敏C-反应蛋白(hs-CRP)的影响。方法将50例DHF患者随机分为治疗组和对照组,每组25例;两组均给予常规基础治疗,治疗组同时口服心脑宁胶囊,疗程8周;观察两组治疗前后血BNP和hs-CRP水平变化。结果治疗后,两组血BNP和hs-CRP水平均较治疗前降低(P<0.05),且治疗组低于对照组(P<0.05)。结论心脑宁胶囊可显著改善舒张性心功能衰竭患者心功能。

水下训练航天服固定配重设计仿真

目的通过仿真给出水下训练航天服的固定配重设计。方法基于水下训练航天服3D模型数据,参考人体国标参数,对照俄罗斯水下训练服,利用组合物体的力学性质,考虑水下训练航天服的实际应用,仿真分析固定配重对水下训练航天服姿态的影响。结果经过多参数计算仿真,最终确定水下训练航天服的固定配重参数。结论水下训练航天服设计仿真解决了固定配重的设计难题,对水下训练航天服的实际应用有一定的指导作用。

应用谐振装置在电动振动台上实现高量级冲击响应谱的仿真研究

为提高电动振动台冲击响应谱试验的试验量级,应用有限元理论建立了电动振动台及附加的谐振装置的动力学模型,在此基础上开展冲击响应谱试验的仿真研究。通过研究振动台动态特性建立了冲击响应谱试验仿真方法,进一步研究了应用谐振装置在振动台上实现高量级冲击响应谱试验的可行性。研究结果表明:使用谐振装置可显著地提高电动振动台实现冲击响应谱试验的能力。

冲击响应谱规范试验室模拟述评

冲击响应谱试验已是航天产品必做的力学环境试验,本文介绍了目前试验室普遍使用的冲击响应谱模拟的手段,阐述了用电动振动台模拟和用机械式试验机模拟的差异,并对存在的差异进行了讨论。

基于拓扑优化的某航天产品支架结构设计与试验验证

本文利用拓扑优化技术对某航天产品的支架结构进行拓扑寻优,找到了结构最佳传力路径,设计了满足重量要求情况下基频最大的支架结构。最终产品基频能够满足要求,而且仿真与试验结果呈现较好的一致性,达到了节省研制周期和成本的目的,表明了文中所述方法的合理有效性。