锚杆锚索支护巷道层状顶板变形特征及离层监测研究

从分析层状顶板离层特征和顶板离层观测的原理入手,结合现场观测结果,认为两基点离层指示仪的深浅基点应分别设置在与巷道顶板锚索锚杆上端头同一水平位置;各类回采巷道在经受工作面采动影响时,安设深基点的顶板岩层都将产生位移,因此,对锚杆锚索支护巷道进行顶板离层观测的同时,还必须开展巷道顶板下沉量观测,只有把这2种观测结果结合起来,才能准确和客观地评价巷道锚杆锚索支护效果以及巷道的稳定性。在全面分析研究不同顶板岩层赋存条件下锚杆锚索支护巷道的变形与离层的基础上,得到了各类巷道顶板离层的临界值。

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250~300kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400mm左右,两帮移近量为300mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。

巷道锚固体内离层对树脂锚杆承载特性影响分析

针对回采巷道锚固体内出现的离层现象,基于荷载传递规律、界面剪切滑移模型和锚固体离层面两侧轴力及剪应力布等研究成果,研究了锚固体上任意处发生离层前后不同锚固方式树脂锚杆的承载特性。结果表明:受锚固方式、锚杆预紧力和锚固体离层的影响,锚杆承载特性呈明显的不均匀分布特征。离层发生前,尽管端头锚固、加长锚固和全长锚固锚杆的界面剪应力和锚杆极限承载力峰值相同,但其界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态各异。离层发生时,三种锚固方式锚杆不仅界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态都发生了明显变化,而且其界面剪应力和锚杆极限承载力峰值也各不相同。全长预应力锚固锚杆承载特性要优于端头、加长锚固和全长锚固锚杆,对围岩变形和离层有更好的约束和抑制作用,在容易发生围岩离层的回采巷道应优先采用全长预应力锚固锚杆。

小煤柱二次动压巷道强力锚网支护技术实践

本文结合山西沁新煤矿2217回采巷道的工程地质特点,分析了二次动压巷道围岩变形与破坏的特征,合理地确定了小煤柱的宽度,在此基础上,以一次性强力支护为原则,提出了该巷道的锚杆支护方案,并在巷道掘进和工作面回采期间对巷道进行了压观测。结果表明,该支护方案有效地控制了二次动压巷道围岩体的变形量,保证了巷道能够满足下一个工作面的使用要求,解决了受两次动压影响的巷道支护难题。

干河煤矿卸支耦合动压巷道围岩控制技术研究

为解决干河矿动压巷道变形量大的难题,针对干河矿2-118D工作面围岩地质条件,采用水力压裂技术改变顶板岩层结构,控制动压巷道围岩应力,降低巷道支护难度。首先通过数值模拟分析了水力压裂控制动压巷道采动应力的原理,计算了压裂关键层,提出了有针对性的水力压裂设计方案;其次开展了水力压裂现场施工,同时提出了高预紧力强力支护和强帮支护方案,最后进行了矿压监测。研究结果表明:采用水力压裂和高预紧力强力支护的卸支耦合动压巷道围岩控制技术后,巷道变形量基本与普通实体煤巷道相同,较该矿原动压巷道的围岩变形量降低90%以上,巷道围岩控制效果极为显著。

深部软岩巷道围岩变形特征及全锚索支护机理

针对新元煤矿9102原回风巷的围岩大变形及支护构件变形失效等问题,分析了复杂高水平应力场和垂直应力场作用下原回风巷顶板围岩的裂隙发育状况及围岩变形破坏特征,结合现场实际在原回风巷20 m处重新开掘一条回风巷。采用数值模拟分析了新掘回风巷的围岩应力环境,结合原有支护及现场实践提出了全锚索支护技术,并阐明支护机理。现场监测表明,新掘回风巷采用全锚索支护技术后,巷道围岩变形明显减少,且支护构件无变形失效,实现了对深部软岩巷道的围岩控制。

大断面复合顶板煤巷破坏特征及支护策略

以某矿大断面复合顶板煤层巷道为研究对象,结合现场实际生产地质条件和目前支护存在的问题,分析了复合顶板煤巷围岩破坏特征及裂隙发育规律,探讨了大断面复合顶板巷道破坏失稳原因,在此基础上提出了高预应力锚杆锚索组合支护策略。现场实践表明:提出的支护策略对大断面复合顶板煤巷围岩的控制具有良好的效果,能为类似条件的巷道支护提供借鉴。

寺河矿瓦斯抽采及利用现状与发展趋势

介绍了寺河矿地质及生产技术条件,从寺河矿瓦斯钻孔施工设备、布孔方式、抽采系统及设备、年度瓦斯抽放量及瓦斯利用情况等方面,详细叙述了寺河矿瓦斯抽采及利用现状,在此基础上指出了寺河矿今后瓦斯高效开采及合理利用的发展趋势。

气动式底板钻机多相耦合排渣机理及应用

针对气动式钻机在煤矿巷道底板排渣效率低、成孔困难的问题,基于两相流态变化进行了气-液-固多相耦合排渣机理分析,并从钻渣运移动力路径的角度对成孔困难原因进行阐释。结果表明:在底板水影响下,孔内先后经历“静态-泡状流-段塞流-环空雾流”等两相流态,约75%的钻渣在泡状流与段塞流阶段以较快速率排出,剩余钻渣需在环空雾流阶段以较低效率缓慢排出;底板水侵蚀引发的孔口外扩是成孔困难的主要原因。结合益新煤矿-250机道石门底板锚固工程实际,提出了“套管束流”排渣法并优化了原钻孔工艺,现场应用效果良好。

煤柱下特厚煤层动压巷道稳定性与控制技术研究

为解决近距离煤层上层煤遗留煤柱对下层煤回采巷道造成的扰动问题,以山西世德孙家沟煤矿13313特厚煤层工作面进风巷为工程背景,从围岩应力、围岩强度与支护方式三个方面结合FLAC3D数值模拟进行了系统研究,结果表明:遗留煤柱下方形成应力集中区,遗留煤柱尺寸越大,下方应力峰值越小,而下层煤巷道与煤柱外错25m时所处应力环境得到极大改善。进一步进行巷道围岩强度原位测试,并确定采用高预应力强力支护技术方案。矿压监测结果显示巷道支护方案合理,能够满足生产要求,解决了该矿煤柱下特厚煤层动压巷道支护技术难题。

电力企业人才评价体系与能力管理研究

电力企业的长效发展,需要以优质的人才基础作为保障。现阶段电力企业的人才评价体系中还存在一定的问题,构建一套科学的人才评价体系,关注企业员工能力方面的提升,成为了当前电力企业人力资源管理工作的重点。

特厚煤层对采对掘巷道锚网强力支护技术研究

针对特厚煤层对采对掘回采巷道支护难题,以阳煤集团孙家沟煤矿13313工作面回风巷为工程背景,分析了特厚煤层对采对掘巷道的受力特征及变形规律。结合地质力学评估,通过数值模拟等方法,提出了该巷道的锚杆支护方案并进行工业性试验。矿压监测结果表明,该支护方案有效地控制了巷道的整体变形,避免了二次修巷,降低了巷道支护成本及工人劳动强度,为该矿井及类似条件下巷道支护提供了参考。

加锚岩体侧向冲击载荷下动力响应规律研究

锚杆支护系统是控制深部脆性岩体动力灾害的重要技术手段,但动态锚固理论仍滞后于工程实践。根据实际工程中锚杆支护脆性岩体动态破坏特点,通过室内相似物理模型试验研究了加锚岩体侧向冲击载荷下的动力响应规律,分析冲击能量和锚杆力学特性对岩体力学行为的影响。试验结果表明:加锚岩体裂缝模式以剪切裂缝和受弯裂缝为主,跨中斜裂缝密集性高,斜裂缝与垂直方向夹角约45°,加锚岩体中的锚杆强度和韧性能抑制裂缝的发育,尤其是抑制贯通的裂缝。锚杆强度越高、冲击吸收功越大,加锚岩体的裂缝开度越小,加锚岩体整体吸能能力越强;冲击速度和锚杆强度对加锚岩体的落锤冲击力和锚杆轴力有一定影响。冲击速度越大,加锚岩体的冲击力平台值和锚杆轴力平台值越大,相应的作用时间越短;锚杆强度越高,冲击力平台值相应越大,冲击作用时间越短,冲击力衰减斜率越大;锚杆可显著提高岩体表面的应变峰值,改善岩体表面的拉应变状态。整体来看,锚杆强度和韧性对岩体抗冲击性能影响显著,通过提高锚杆强度和韧性可改善岩体的抗冲击性能。

掘进迎头顶板变形特征及合理空顶距确定方法

针对掘进迎头附近顶板稳定性影响因素多、空顶距离取值不合理导致掘进速度慢的难题,建立梁结构模型,分析空顶区直接顶下沉规律,并采用数值模拟和响应面法分析影响迎头顶板变形的关键因素及其交互作用关系。结果表明:地质力学环境不变条件下,影响顶板变形破坏的因素中空顶距离最关键,其次是软岩厚度,最后是支护强度。提出通过采用响应面法分析空顶距离、支护强度和岩层结构等关键因素的交互作用来确定最大空顶距离的方法;根据霍尔辛赫矿井条件,空顶距离超过2m且软岩厚度超过2m条件下顶板的下沉较难控制。在霍尔辛赫3603运输巷进行现场应用,将空顶距离定为2 m左右,并提高支护强度至0.1~0.15 MPa后,掘进速度提高约36%,而且巷道整体稳定可控,验证了研究结论的合理性。

带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响

煤层底板承压水对工作面安全回采影响很大,为研究带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响,以某矿生产条件为例,基于弹性力学半平面体理论,建立支承压力与承压水压力耦合作用下底板应力分布模型,计算得到底板应力分布状态解析解,利用Mathematica软件进行数据处理,并将应力分布图像化。取得以下研究结果:带压开采底板破坏深度与工作面长度正相关,最大破坏深度出现在工作面倾向中部;该矿底板允许最大破坏深度为13m,工作面长度应不大于110m。该模型为带压开采合理工作面长度的确定提供了参考依据。

复合膜材料制备防弹插板的防弹性能研究

目前,无论是国外的高端防护产品,还是国内的中低端防护产品,UHMWPE纤维应用于硬质装甲、软质装甲和头盔的机械和弹道性能已经进入了停滞期,应用上遇到了难以逾越的瓶颈,主要问题有:(1)纤维中的溶剂无法彻底清除,纤维蠕变较大,(2)纤维无纬布制备时复杂的整经工艺易造成纤维断丝、扭曲、缠绕打结、排列不均匀等,外力传导性差,纤维强度和模量利用率低,(3)纤维无纬布用胶量大,导致在应用于一些防弹结构件如头盔时,刚性不足、背凸较大.