Study on mechanism of fiber grouted material in pre-stressed anchor rope

The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a result, it has the better application foreground. Based on the shear log model and Hashin-Shtrikman upper and lower limited theorem, we have studied the mechanism of fiber grouted material applied in pre-stressed anchor rope and material property, and analyzed the effect of resistance strength of bond, resistance distribution of anchor section and the loading-deformation relationship of anchor body.

阶段矿房法二步骤采场地压控制研究

在阶段矿房二步骤开采时,为了减小上盘岩移量,常采纳采场中部切槽并向上盘、下盘两侧回采,从而缩短采场暴露时间,以便减小上盘岩移量。当地压达到流变发生的条件后,缩短采场暴露时间并不能有效控制上盘巷道发生岩移破坏。为此,利用三维连续体快速拉格朗日分析数值模拟采场上盘地压,并根据流变理论分析,采纳低松弛预应力大直径钢绞线锚索支护上盘顶板以便减小上盘地压,从而克服发生流变变形的应力条件。结果表明:在上盘岩体上施加支护抗力可减小或消除高地压导致的流变变形;采纳7排7.0 m长的锚索、每排6根支护上盘顶板后大幅度减小了上盘岩移量,但采场第2分层上排锚索及一步骤采场第3分层局部锚索的锚固力超过设计值;采纳8排7.0 m长的锚索、一步骤采场每排7根、二步骤采场每排6根支护上盘顶板后,即使回采底柱,锚索锚固力也不会达到设计值。监测表明,大直径钢绞线锚索支护后上盘岩移量减小到一般不超过6 mm。

JGZ97型万米超深井钻机死绳固定器研制与安全性研究

针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性能,三腹板绳轮的强度、安全裕度均满足钻井作业时的安全要求,确定采用三腹板绳轮。实物测试试验中,三腹板绳轮仿真结果与试验结果的最大相对误差为12.95%,综合分析仿真结果与实验结果基本吻合;线性屈曲分析表明,最大死绳拉力作用下的三腹板绳轮临界屈曲载荷为绳轮实际受载的48.8倍,满足结构稳定性要求。研究表明,三腹板绳轮可以解决死绳固定器绳轮存在的问题,可以为万米超深井钻机结构设计提供支持。

综放回采巷道支护方案设计及工程实践应用

为解决综放回采巷道在断层破碎区域导致其对应地质条件越发复杂,对应支护难度较大导致影响生产效率和安全性的问题,以1193综放工作面为例在分析其基本条件和支护现场的基础上,制定监测方案对当前支护方案的支护效果进行评价;结合监测结果提出支护方案的优化措施,最后对优化后支护效果进行综合评估。

特厚煤层综放开采小煤柱巷道支护技术研究

特厚煤层综放开采时巷道更容易变形,对支护方案提出了更高的要求。在对某特厚煤层进行概述的基础上,结合煤层实际情况设计了小煤柱巷道支护的技术方案。方案主要是使用锚杆、锚索、W型钢带、钢筋网、金属网等进行联合支护,锚杆和锚索的规格型号分别为Φ22 mm×2400 mm和Φ21.8-1×19-6300(或4300)mm。巷道破碎区域可以使用W型短节钢带、矿用工字钢、高强度蝶形托盘等进行强化支护。通过实践观察,发现巷道围岩变形量在可以接受的范围内,锚杆和锚索的预紧力也在理想范围内。支护方案有效保障了小煤柱巷道的稳定性。

采煤工作面过超高空巷支护优化研究

为解决工作面过超高空巷液压支架不能接顶的问题,采用“锚索吊棚+木垛+一梁两柱”支护技术解决超高巷道支架无法接顶和空巷破坏变形的问题。通过空巷支护优化后,工作面矿压观测及支架阻力变化结果表明,该支护技术条件下能够有效阻止空巷变形和解决支架接顶问题,高强度支护较实体煤具有相似的支撑强度,能够满足过空巷要求。

东祁连山3#斜井软弱围岩变形控制技术

为解决过软弱围岩隧道变形大、难以控制的问题,以东祁连山3#斜井为工程背景,通过现场勘测和数值模拟等方法分析了隧道变形破坏特征。根据分析结果,提出了“长短锚杆(索)+钢筋网+喷射混凝土+二次衬砌”的联合支护方案。现场监测结果表明,联合支护方案下隧道拱顶和边墙的最大变形量分别为81 mm和67 mm,围岩压力变化不大,表明隧道结构基本稳定,满足规范要求,有效控制了东祁连山隧道3#斜井围岩变形破坏。研究可为同类地质条件下的隧道支护设计与施工提供参考与借鉴。

双排桩-锚索支护体系在软土地区基坑中的应用

为研究双排桩-锚索结构在软土基坑中的内力变化规律及可行性,本文通过理论计算及数值模拟,以东莞某软土基坑工程为例,对结构水平位移、弯矩等参数的变化规律进行了研究,并将实测值与计算值进行了对比。结果表明,卸荷板可提供一个反弯矩,增加结构稳定性;支护结构水平位移理论及数值计算曲线与实测曲线变化趋势基本相似,变形值均在规范允许范围之内;双排桩-锚索结合卸荷板体系应用于场地受限的软土地区基坑支护效果较好。

海洋井架钻井钢丝绳导向轮布置的设计与应用

油田钻修井作业现场指重系统测量经验表明,钻机指重系统往往因死绳固定器安装设计不合理而影响其测量精度,为了提高自举式井架指重系统的测量精度并确保指重表的读数能真实反映钻井钢丝绳死绳端的拉力,文章以某海洋自举式井架为例,通过分析钻井钢丝绳的走向、死绳固定器的安装角度,总结了死绳固定器总成布置的基本原则,并运用C语言程序优化了导向轮的安装角度,合理解决了由于导向轮安装角度不合理而引起死绳拉力损失的问题,从而提高了钻机指重系统的测量精度。

矿用锚索捻距与拉伸力学性能及锚固效果关系

矿用锚索主要由多根钢绞线缠绕而成,具有可弯曲、抗破断能力强及成本低廉等优点,在煤矿巷道围岩、特别是巷道顶板稳定性控制中广泛采用。捻距是制作锚索的重要参数之一,煤矿在选取锚索时,因了解尚浅而往往忽略这一参数。为探究捻距参数对锚索拉伸力学性能与锚固效果是否存在影响,采用理论分析与室内试验相结合方法,初步厘清了捻距参数对锚索拉伸时的几何变形特征的影响,明晰了其对锚索锚固力的影响机制。基于试验获得的锚索拉伸及锚固拉拔数据,构建数值模拟模型,与井下试验结果进行对比,得到了捻距与其极限拉伸载荷、最大锚固力的关系式,获取了能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距。研究结果表明:在锚索受到拉伸时,在一定范围内捻距与延伸率的关系为负相关,与拉伸极限载荷的关系为正相关;锚索-锚固剂界面存在一定的几何匹配关系,捻距减小至其13倍公称直径时,最大锚固力随着捻距的减小而增大;综合分析锚索极限拉伸载荷与最大锚固力等因素发现,能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距范围为13~14倍公称直径。研究成果增加了锚索捻距对拉伸力学性能影响的认识,明晰了对其锚固机制的理解,为锚索制作及煤矿选取锚索提供了参考及理论支撑。

小煤柱开采煤柱宽度确定及支护设计

针对大采高综合机械化采煤工作面留设煤柱开采方式对应的支护方案开展研究,在对3045综采工作面地质条件分析的基础上,基于数值模拟手段确定了适用于该工作面的合理煤柱宽度;对所设计煤柱宽度巷道的锚杆+锚索的联合支护参数进行设计,并通过实践生产验证了支护参数对巷道围岩控制的有效性。

云南省迪庆县变电站附近山体滑坡治理措施研究

滑坡是斜坡破坏形式中分布最广、危害最严重的一种地质灾害,我国是世界上受滑坡灾害损失最为严重的国家之一。文中针对云南省迪庆县变电站附近山体滑坡进行研究,探讨滑坡形成的构造、地层岩性等地质环境概况;比选滑坡抗滑桩、预应力锚索、钻孔注浆等治理方案;提出了针对该滑坡的综合治理方法和措施,即采用在滑坡体中上部压力注浆+下部预应力锚索的方法,最后对滑坡治理过程中的监测工作进行了讨论。

综采工作面软岩顶板回撤通道支护技术研究

针对12301综采工作面回撤通道支护时面临的围岩承载能力差、破碎、采动压力影响显著等问题,提出使用锚网索+注浆方式进行支护。顶板使用规格Φ21.6 mm×7 300 mm钢绞线锚索,确保锚索锚固端深入到巷道上覆坚硬、稳定的基本顶2 m以上且使用的树脂锚固剂锚固长度在2 m以上,锚索间配合注浆孔、化学浆液充填顶板裂隙,在增强锚索与顶板岩层耦合效果的同时提升顶板岩层承载能力;巷帮靠近上部位置进行注浆,提升破碎煤体稳定性,避免在采动压力作用下出现片帮问题。现场应用后,12301综采工作面回撤通道始终保持稳定,顶底板、巷帮变形量分别控制在58 mm、51 mm,未有冒顶(漏顶)、片帮等情况发生,回撤通道空间可满足综采设备回撤需要,现场取得较为显著的围岩支护效果。

基于矿压分析对巷道支护的研究

为进一步提升综采工作面生产的安全性,以对工作面围岩高效控制为目的,在0908综采工作面地质、煤层条件分析的基础上,基于FLAC 3D软件构建数值模拟模型,对其矿压显现规律进行分析,并提出了锚杆+锚索支护思路下对应的初步支护方案;通过数值模拟计算对比对锚杆支护参数进行最优化设计。

规则波与不规则波作用下刚架式网箱水动力性能

为深入了解海水养殖,研究网箱在不同波浪作用下的受力运动特性,基于Morison方程,采用海洋工程水动力软件OrcaFlex建立波浪作用下网箱的运动响应数学模型,对其进行水动力性能分析。针对刚架式网箱的实际尺寸参数,在波高H=1.3 m和周期(T=6、7、8 s)条件下,对浮架与网衣连接点的有效张力、网箱容积剩余率和锚绳力进行数值计算。结果表明:在规则波作用下网箱的浮架与网衣连接点受力和锚绳力相对较小;在不规则波作用下变形更严重,剩余容积率较小;在规则波和不规则波作用下,波浪周期的增加将减小浮架与网衣连接点的张力和锚绳力。

深部巷道锚索拉剪破断机理及防护技术研究

在深部复杂应力环境巷道支护工程中开始出现了不同程度的锚索破断弹射等问题,给锚索支护巷道可靠性和安全性带来重大系统性风险。采用数值模拟方法研究了巷道顶板围岩大变形特征以及支护体受力状态关系,巷中两侧锚索受拉剪复合应力显著,岩层层间错动是锚索软剪切破断的主要原因。建立了锚索拉剪复合作用下的弹性势能计算模型,计算得出了锚索自由段破断时瞬时弹射速度为296 m/s,且锚索破断载荷仅为391.1 kN,是沿空巷道等复杂应力环境巷道锚索易发生破断的根本原因。通过弹射吸能装置研发,形成了锚索破断弹射被动防护技术,是深部巷道锚索主被动综合防护技术体系的重要组成部分,选择朱集东煤矿1161(1)工作面轨道巷开展了井下工业试验,有效消除了锚索破断致灾威胁,显著提高了巷道支护安全性。

大断面巷道锚杆支护参数设计及效果监测

为进一步增强煤矿生产安全,在对某矿切眼断面地质、煤层等条件分析的基础上,基于拱形、等效圆、等效椭圆设计方法对锚杆、锚索支护参数进行设计,并结合该矿切眼断面确定最终支护参数;最后,通过设计监测方案,重点对围岩位移变化进行监测,验证所设计支护参数的支护效果,并取得理想结果。

孤岛工作动压影响巷道围岩支护技术研究

为解决31310孤岛工作面回风巷围岩变形严重、局部支护体系失效等问题,依据现场条件及围岩变形特征等因素,提出以锚索补强支护+巷帮注浆为核心的围岩支护技术。现场应用后,从围岩变形量和完整性、锚杆受力及采面生产效率等方面分析巷道支护效果,结果显示可有效降低31310回风巷围岩变形量,其中顶底板、巷帮变形量分别被控制在630 mm、215 mm以内,支护体系始终保持正常运行,采面推进进尺稳定到120~160 m/月,现场应用取得较好效果。

巷道掘进期围岩加固技术研究

以某矿为研究对象,设计采用锚杆(索)网、注浆加固、U型钢棚联合支护形式,并主要对巷道围岩变形量、锚杆索受力情况以及锚杆索的破断情况进行监测。结果表明,巷道表面位移量不大,可保证巷道的正常使用;巷道深部位移量也不大,且最终趋于稳定,围岩完整性有所提升;锚杆(锚索)所受锚固力也最终趋于稳定,且没有出现锚杆索断裂现象。该锚网喷联合支护技术整体加固效果良好。

型钢悬挑脚手架设计施工问题探讨

针对高层建筑建造中普遍应用的型钢悬挑脚手架设计与施工,分析了型钢悬挑梁的设计计算模型,基于算例结果提出了模型参数的取值标准;建立了U形拉环在混凝土楼板上锚固破坏的三棱柱体模型,给出了锚固承载力的设计计算方法;总结了斜拉钢丝绳在实际工程应用中的缺陷,建议取消斜拉钢丝绳。