巷道锚杆索支护参数敏感性正交数值模拟研究

巷道锚杆(索)支护参数的确定多借助于经验,为使巷道支护参数设计更具科学性,采用正交数值模拟试验方法研究了不同锚索支护参数对巷道支护效果的影响。选取锚索长度、直径与间排距三个因子,以巷道顶板中心下沉量、两帮中心移进量和塑性屈服单元面积为评价指标,确定了巷道锚索支护参数敏感性正交试验方案;根据依托巷道的综合地层柱状图和煤岩体物理力学参数,建立三维数值计算模型、开展不同工况FLAC3D数值模拟计算,得到不同支护参数时巷道围岩的位移云图和塑性区分布特征。对数值模拟结果进行单独极差分析和综合平衡分析,得到各项指标的最优水平以及整体最优因子水平组合,并应用于现场工业性实验,监测结果显示围岩控制效果较好。

锚喷支护巷道聚丙烯纤维喷层新技术研究

聚丙烯纤维混凝土柔性喷层是软岩巷道支护中一种新型的喷层形式。通过对聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗压、抗剪等力学性质测试,分析了聚丙烯纤维混凝土对软岩支护的适应性。结合顾桥矿工程应用,从耐久性、抗渗性、经济性和施工技术等方面系统地研究了聚丙烯纤维混凝土喷层的性能。与普通混凝土喷层相比,聚丙烯纤维混凝土喷层中的应力分布较均匀,同时具有较好的让压能力。工业性试验表明,聚丙烯纤维混凝土喷层具有较高的推广应用价值。

新型网喷衬砌结构力学性能试验研究

依据锚网喷衬砌结构支护结构原理,采用新型的纤维混凝土、复合材料衬砌网组合结构。对新型网喷结构进行了室内力学性能试验,研究结构的变形、破坏形态以及发展规律,同时,与传统的网喷衬砌结构进行对比。试验结果表明,新型网喷衬砌结构是一种优良的让压支护结构。

新型半刚性网壳锚喷支护技术在软岩巷道中的适用性研究

通过对钢筋网壳锚喷支护的技术特色、结构特点、支护原理的研究,分析了半刚性网壳支护结构对软岩支护的适应性。并完成了室内整架载荷试验。结合在桃园矿的应用情况,阐述了其支护参数选择和施工工艺,并对其进行现场监测,分析了这种新型支护形式的支护性能。实践证明,空间网壳锚喷支护结构与围岩相互作用的整体性好,具有良好的力学性能与较高的承载能力,是软岩巷道中的一种既经济又安全可靠的支护结构形式。

软岩巷道局部弱结构非对称变形关键部位补偿支护技术

软岩巷道支护失稳,通常是由对称支护结构抗力不足和局部弱结构所诱发。巷道局部弱结构所诱发的支护体系失稳,是工程施工中的常见现象。通过分析非对称变形破坏机理,提出软岩巷道局部弱结构非对称变形关键部位补偿支护对策(即在普通锚网喷支护基础上,对巷道局部弱结构,增加锚杆长度和数量及锚注支护,进行非对称补偿支护),并进行工程试验,取得了预期效果。

湿化学法制备的KTiOPO_4@SiO_2玻璃陶瓷纳米结构和透明性

用湿化学法合成了25KTiOPO4-75SiO2透明纳米玻璃陶瓷。采用x射线衍射、场发射扫描电子显微镜和二次谐波发生对玻璃陶瓷物相及纳米结构进行了分析。透明凝胶块经过热处理后，从SiO2基玻璃中析出了粒径为一30nm的KTiOPO4纳米晶体，形成了透明KTiOPO4@SiO2纳米玻璃陶瓷；凝胶粒子的烧结致密化消除了大量不规则介孔，但形成了少量30nm的球状孔；这种相对致密的玻璃陶瓷在可见光波段的光学透射率为64％左右。根据纳米结构数据，利用瑞利散射模型分析了纳米结构对玻璃陶瓷透明性的影响，结果表明，KTiOPO4晶体与SiO2玻璃相折射率之差是降低致密纳米玻璃陶瓷透明性的主要因素。

EDTA辅助合成Li_2MnSiO_4/C纳米复合锂离子电池正极材料及性能

以乙二胺四乙酸(EDTA)为配位剂,采用溶胶凝胶和溶剂热法相结合的方法合成了Li2MnSiO4/C纳米复合正极材料。经过EDTA配位的锂锰硅前驱体在氩气中经过700℃煅烧后,产生为颗粒尺寸约为50 nm的Li2MnSiO4/C纳米复合粉体。在0.1C=33mA·g-1进行充放电测试时,其首次充电和放电比容量分别为223和140 mAh·g-1,第5次循环放电比容量仍为138 mAh·g-1;电流密度升至0.2C=66 mA·g-1时,在第20次循环的放电比容量仍可稳定在80 mAh·g-1左右。这些结果表明,EDTA的配位作用可抑制杂相的形成,这种分散性相对较好的纳米复合粉体Li2MnSiO4正极材料表现出提高的循环稳定性。

新型混凝土配比设计及其在锚喷巷道中的应用

根据锚喷结构原理和纤维增强机理,研究地下新型锚喷混凝土配合比,通过正交试验,对影响新型喷射混凝土的因子和不同纤维掺量进行试验分析,得到了优化后的新型喷射混凝土配合比。应用有限元软件和工业试验对所得配比下的新型混凝土喷层进行了数值模拟计算和现场应用,表明:与普通混凝土相比,新型混凝土具有更好的抗变形能力,让压效果明显。新型喷射混凝土为锚喷巷道支护技术的发展开辟了新的途径。

共聚物模板辅助合成高倍率性能多孔Li_2FeSiO_4@C/CNTs纳米复合正极材料(英文)

通过溶胶-凝胶法制备了Li_2FeSiO_4@C/CNTs(LFS@C/CNTs)纳米复合材料,其中三嵌段共聚物P123用作结构导向剂和碳源,碳纳米管作为导电线提高材料的导电性。LFS@C/CNTs不仅具有海绵状纳米孔,能够与电解液充分接触改善锂离子的传输路径,同时由非晶碳和碳纳米管构成的三维桥联导电网络利于电子的快速传递,提高了材料大电流充放电能力和循环稳定性。复合后的LFS@C/CNTs的高倍率性能相比LFS@C明显提高,当CNTs的掺量为4%,电压窗口为1.5~4.5 V,0.1C电流密度下放电比容量为182 m Ah·g^(-1)。在10C经70次循环后该材料的放电比容量能保持在117 m Ah·g^(-1),是LFS@C放电比容量(55 m Ah·g^(-1))的两倍。

锚注支护技术在顾北煤矿软岩巷道中的研究与应用

通过对锚注支护技术的研究,结合顾北煤矿典型软岩巷道变形与破坏形式特征,设计该巷道锚注支护方案,并完成了现场监测。工程实践表明,该技术是一种主动支护技术,具有施工工艺简单、易操作、适应性强等特点,具有较高的推广应用价值。

冻结法施工技术在井筒施工中的研究与应用

根据顾桥煤矿南区特定的工程地质条件,介绍了顾桥南区井筒冻结法施工冻结方案的合理选择以及对冻结施工过程的综合监测,实现了井筒冻结快速安全施工,达到了该段井施工的目标,取得了良好的实际效果。

新型混凝土喷层在软岩巷道中的适用性研究

聚丙烯纤维混凝土柔性喷层是软岩巷道支护中的一种新型混凝土喷层。通过对聚丙烯纤维混凝土的抗压、抗拉、抗剪和弯曲性能试验研究及数值模拟计算,分析了这种新型混凝土喷层在软岩巷道中的适用性。顾桥煤矿软岩巷道工业性试验表明:聚丙烯纤维喷射混凝土施工工艺简单;回弹率低;喷层成形较好,可增加一次喷射厚度,减少复喷量,有利于提高施工效率。这种新型混凝土喷层具有较高的耐久性,较好的抗渗性、防水效果及抗裂性,并且经济上是划算的,完全可满足软岩巷道支护要求,具有推广应用价值。

瑞米注浆加固施工技术在刘庄煤矿的应用

阐述了瑞米注浆加固施工技术在刘庄煤矿的应用,工程实践表明,该技术是一种主动支护技术,具有施工工艺简单、易操作、适应性强等特点,是解决深井巷道支护的有效途径,具有较高的推广应用价值。

锚索加固技术在深井高应力煤巷中的应用

分析了预应力锚索支护机理,结合具体工程,并根据淮南矿区深井高地应力等复杂地质条件,研究锚索加固技术在深井高应力煤巷中的应用,介绍了锚索加固技术的施工工艺,指出该技术是解决深井高应力巷道的一种有效途径。

双注支护技术在返修巷道中的应用

通过对双注支护机理的阐述,研究了双注支护修复巷道的可行性,结合顾北煤矿典型返修巷道变形与破坏形式特征,介绍了该返修巷道锚注支护方案,并完成了现场监测分析与评价,得出该技术是一种主动支护技术,具有施工工艺简单、易操作、适应性强等特点,具有较高的推广应用价值。

轴向单缝偏心药柱爆破效应模型试验研究

为了探究轴向单缝偏心药柱在掏槽爆破中爆炸应力波传播规律和裂纹扩展情况,采用水泥砂浆模型试块开展模型爆破试验,采用超动态应变测试系统对爆炸应力场进行测量。结果表明:在相同爆心距下,背对切缝侧A测点仅为正对切缝侧B测点峰值应力的73.82%;一定角度范围内,峰值应力随偏转角度的增大而减小,偏转角度为0°时峰值应力最大,偏转角度为60°处峰值应力是偏转角度为30°处的74.39%,峰值应力在0°到60°范围内最大衰减达到32.74%;正对切缝方向产生一条贯通炮孔的主裂纹,裂纹发育优于其他方向,且切缝方向没有明显的细小裂纹,这表明轴向单缝偏心药柱具有良好的定向断裂能力。

非等厚钢筋混凝土箱梁水压爆破拆除研究

非等厚钢筋混凝土箱梁爆破拆除时,钻孔工作量大。以某预应力混凝土箱梁桥梁拆除为工程背景,提出非等厚钢筋混凝土箱梁的水压爆破拆除方案。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立箱梁水压爆破计算模型,再现了水压爆破时冲击波传播过程及箱梁结构的破碎过程,对比分析了注水量为80%、90%及100%时箱梁桥面的破碎效果。研究结果表明:当药包对称布置时,中腹板两边受到的爆炸冲击荷载对称,不利于中腹板的破碎;药包采用交叉布置时,爆炸能量分布均匀,使腹板破碎更加均匀、彻底;箱梁桥面的破碎效果受注水量的影响很大,注水量越小,空气隔层厚度越大,能量耗散越大,箱梁桥面的破碎效果越差,但有利于控制桥面破碎形成的飞石。

铝箔涂碳对LiFePO_4/C电池性能的影响

研究涂碳铝箔作为集流体对磷酸铁锂(LiFePO_4)/C正极材料及电池性能的影响。铝箔涂碳可抑制电极材料的极化,提高材料与集流体的粘附效果,降低两者间的电荷转移电阻,提高Li+的扩散速率。以涂碳铝箔为集流体的半电池,在10 C倍率下的中值电压仍在3.10 V以上,活性材料与集流体之间的电荷转移电阻比光铝箔低65%以上,Li+扩散速率是光铝箔的3倍以上。涂碳铝箔作为集流体,可降低组装的全电池的内阻,与光铝箔相比,内阻降幅在25%以上,功率密度涨幅大于35%;在4 C倍率下全电池的中值电压仍在3.00 V以上,在3.65~2.00 V放电,4.00 C/0.33 C容量比在99%以上。

陶粒玻化微珠粉煤灰隔热混凝土性能试验研究

以页岩陶粒、玻化微珠和粉煤灰为隔热基材,研制出一种隔热混凝土,可用作深井高温巷道热源屏蔽材料。利用正交试验方法,对隔热混凝土的隔热性能和力学性能进行试验研究,考察陶粒取代率、玻化微珠取代率及粉煤灰取代率对混凝土导热系数和抗压、劈裂抗拉强度的影响。结果表明:陶粒和玻化微珠对混凝土各方面性能均有显著影响,且影响规律一致,皆随取代率的增加,隔热性能显著提高,但力学性能有所下降。粉煤灰取代率在30%以内,影响较小,可使混凝土隔热性能有所改善;但力学性能先提高,后降低,其最佳掺量为10%。