基于临时支护新装置的工序优化与支护性能分析

针对掘进工作面存在的掘支平行作业难、用时比重失调问题,为实现平行作业、快速支护,设计了新的临时支护装置,具有尺寸可调、快速响应、及时支护的特点。采用理论分析加数值模拟的方法进行研究;介绍了装置的结构设计;以新巨龙煤矿综掘施工技术为例进行工艺优化,从理论上提出一种分区平行作业的施工技术;通过顶板两端简支岩梁力学模型,展开装置临时支护作用机理分析;并对装置的支护性能进行结构静力学分析。结果表明:在巷道顶板松动范围0~3.30 m时,装置支护所需承受的载荷为158.40 kN;仿真得到最大等效应力为57.37 MPa,在装置顶梁下端与耳座位置交接处,最大位移量出现在中间梁上端中部,为0.30 mm,装置的结构设计能满足支护要求。此研究可为实现快速掘进的平行作业,高效支护和安全生产,提供有益参考。

管道环焊缝缺陷漏磁检测仿真模拟

基于漏磁检测技术基本原理,采用有限元方法,应用COMSOL软件对管道环焊缝及焊缝处常见缺陷磁化后产生的漏磁场进行了仿真模拟,得到描述磁场分布特征的磁通密度径向和轴向分量分布曲线。通过改变焊缝余高以及焊缝处凹坑、错边和咬边的几何参数,得到了不同缺陷类型在不同尺寸下的磁场分布。结果表明:管道环焊缝磁场分布呈增厚特征,且随着焊缝余高的增加,磁通密度径向和轴向分量值均明显增大;焊缝与其中心缺陷呈两者复合的磁场分布特征。焊缝中心凹坑磁场分布呈减薄特征,且磁通密度轴向和径向分量峰的峰宽均随凹坑直径的增加近线性增大;随着错边量的增加,缺陷处磁通密度分布曲线的峰值均明显增大;随着咬边深度的增加,咬边位置的磁通密度减小。

管道复合缺陷漏磁信号特征分析

基于漏磁检测技术基本原理,采用有限元方法,运用COMSOL软件对管道复合缺陷裂纹群和凹坑群的漏磁信号进行了仿真模拟。结果表明:对于裂纹群,随着裂纹条数的增加,磁通密度径向分量B_(x)峰值和轴向分量B_(y)幅值显著增大,且B_(x)峰值间距向两侧偏移,B_(y)波形宽度略有增大;当金属损失体积相同时,磁通密度径向分量和轴向分量峰值不仅与缺陷尺寸有关,还与缺陷分布形式相关。对于沿轴向和周向分布的复合凹坑,当凹坑相互叠加时,在凹坑重叠部分发生漏磁信号的变化;当凹坑相互分离,两凹坑的漏磁信号相互独立,且信号强度不随凹坑距离的继续增加发生明显变化。

临地堑开采冲击地压防治技术

煤层采掘活动容易引起断层活化、滑移失稳,诱发巷道冲击地压。张宁博等研究了逆冲断层在单侧卸载条件下失稳瞬间位移场的变化规律;王宏伟等研究了断层面上应力场和能量场的时空演化特征和断层滑移判别力学依据。多数学者对断层型冲击地压的研究对象仅限于单个断层,未考虑多断层组合形成地堑等地质构造的相互作用。

关键层破断规律及矿震分析

研究关键层破断过程对预防矿震和冲击地压具有重要意义。通过对石拉乌素煤矿221上08工作面关键层变形失稳的研究,结果表明当主关键层悬露面积达到极限时,主关键层将发生破断,释放大量弹性变形能。主关键层厚度较大,离地表较近,因此容易在地表处形成强烈动载,引起采空区矿震。