特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理

针对大同矿区石炭系特厚煤层综放工作面周期性发生液压支架立柱大幅下缩甚至压死支架的工程技术难题,采用理论分析与现场实测的方法,研究特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理。提出了远场"三角板"结构运动影响特厚煤层开采工作面矿压的理念,建立了远场关键层"横OX"破断形成的"三角板"结构力学模型,确定了该"三角板"结构滑落失稳和回转变形失稳的理论判据;结合同忻煤矿现场实例,预计了远场关键层"横O-X"破断"三角板"结构块体的几何尺寸,并分析了此"三角板"的走向长度及回转程度对其自身结构稳定性的影响,结果表明"三角板"的走向长度和回转程度越大时该结构越容易失稳。同忻煤矿8202工作面临空侧回风平巷超前段底臌变形特征间接验证了远场关键层发生"横O-X"破断的规律。据此提出超前预裂远近场关键层以及在"三角板"结构下工作面实行快速推进等防治措施。

大空间采场远场关键层破断形式及其对矿压显现的影响

针对大同矿区特厚煤层综放大空间采场易出现大周期强矿压现象的特点,采用理论分析与现场实测方法,研究大空间采场上覆远场关键层破断形式及其对采场矿压显现的影响机制。首次提出大空间采场覆岩远场关键层"横O-X"破断的"三角板"结构力学模型,并初步分析了"三角板"结构的动态失稳过程,指明远场关键层"三角板"结构失稳是引发采场出现大周期强矿压显现的主要原因,这一结论也得到大同矿区特厚煤层开采实践的证实。此外,远场关键层破断影响采场矿压的现象在神东矿区亦有发生,且其"横O-X"破断特征也得到了地表采动裂缝形态的验证。研究结果可为大空间采场强矿压显现的科学控制提供指导。

采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究

针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8~15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100~200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位关键层的破断运动特征。结果表明:关键层发生横向破断时,首先,关键层板正面两侧长边和反面中部长轴方向同时形成破断裂隙;其次,关键层板正面两侧短边形成弧形裂隙,而反面沿中轴线端点同步形成八字形破断裂隙;再次,在板正面形成"O"形裂隙的同时反面形成"X"形裂隙,正面形成"U"形裂隙的同时反面形成"Y"形裂隙;最后,正反面裂缝贯通形成"横O-X"型初次破断和"横U-Y"型周期破断,在工作面上方形成"弧形三角板"和巷道上方形成"梯形板"的破断块体结构。统计发现,"横O-X"型初次破断步距与"横U-Y"型周期破断步距长度基本一致;横向破断形成的"弧形三角板"块体角度为75°~78°,与腰线和弧形切线形成的夹角72°~82°基本相等,近似于一个等角的"弧形三角板"。砌块模型试验结果表明,"弧形三角板"块体大幅回转过程中,因其顶点易与"梯形板"结构发生回转变形失稳而出现脱离现象,导致"弧形三角板"滑落失稳从而会引发工作面强矿压。研究成果为大采高开采工作面强矿压灾害防治提供试验基础。

闭式冷却水换热器断管原因分析及改进

分析了华能汕头电厂由俄罗斯提供的折流板管壳式闭式冷却水换热器(简称为折流板闭冷器)运行中发生换热管断管的原因,是由于闭式冷却水(闭冷水)进出口处横流速度大于临界速度引起换热管振动等所致。对此,提出了采用折流杆管壳式闭冷器(简称为折流杆闭冷器)、降低闭冷水横流速度等改进措施。实施后,消除了换热管振动断管故障,并解决了换热面积不够的问题。折流杆闭冷器经长期使用效果良好。

极软流塑地层盾构隧道施工技术研究

为解决盾构在低标贯值极软流塑淤泥层掘进中出现的盾构姿态控制困难、管片碎裂、渗漏水、水平收敛超限等问题,依托杭州地铁2号线庆菱路站—建国路站区间隧道,结合现场实践对极软流塑地层中盾构施工的难点进行分析,提出从主机类型、刀盘开口率、主机重心与形心关系等设备选型入手,辅以掘进前的配重、管片超前量控制、设计优化和掘进中的推力分配、同步注浆、土压力和掘进管理,及掘进后的二次注浆、管片拼装和螺栓复紧、拉板拉紧等措施。经杭州地铁6号线枫桦西路站—之江海洋公园站区间、杭海城际铁路工程实践表明,采取上述措施能够有效解决极软流塑地层的盾构施工难题,降低成型隧道渗漏水率,并减小盾构垂直姿态偏差和水平收敛。

水平活套控制要点

介绍水平活套套量控制和恒张力控制的主要控制要点。通过对活套电机运动方程的分析,在转矩给定信号中引入转速增量信号以克服水平活套柔性振荡,并通过引入断带保护功能,实现了对活套机械设备有效保护。

水平安装支柱瓷绝缘子断裂故障及弯曲负荷分析

由于运行环境恶劣,管型母线用瓷支柱绝缘子断裂事故时有发生,严重威胁着电网安全可靠稳定运行。介绍了一起500 kV变电站35 kV融冰管母户外瓷支柱绝缘子发生"多米诺骨牌"式断裂,导致管母大面积脱落的事故。现场勘查发现,融冰管母支柱绝缘子为水平安装方式,B、C相绝缘子全部断裂,管母脱落,A相1只绝缘子断裂,管母未脱落。随机抽检A相未断裂的4支柱绝缘子的抗弯曲负荷强度,分别为7.96 kN、10.89 kN、9.72 kN和10.89 k N,未达到设计要求12 kN。另外,瓷支柱绝缘子存在无露砂、无胶装缓冲层、水泥胶合剂有大气孔以及法兰铸铁强度低等质量问题是造成管母大面积脱落的主要原因之一。计算分析了不同工况下水平安装支柱绝缘子的抗弯曲负荷。计算结果表明:水平安装对支柱绝缘子的抗弯曲负荷要求高,12 kN的抗弯曲负荷设计要求无法满足"N-1"(1个支柱绝缘子断裂)故障情况下的应力要求,建议选用支柱绝缘子垂直安装的方式。