层状复合夹煤岩石组合体试样强度试验与破坏特征研究

针对巷道复合夹煤组合结构顶板易冒落问题,以某矿取芯和钻孔窥视探测获得的巷道层状复合夹煤顶板结构组合类型为实验背景,对砂质泥岩、中砂岩以及煤厚度为20、30、40 mm不同结构组合类型的复合试件进行了单轴压缩试验,研究了复合夹煤岩石组合体的力学特性与破坏特征。试验结果表明:复合夹煤岩石组合体的抗压强度均小于单一岩石,中砂岩夹煤厚度为30mm时抗压强度达到单一中砂岩抗压强度的85.95%,抗压强度随着煤厚变薄而下降;砂质泥岩夹煤厚度为20 mm时仅为单一砂质泥岩抗压强度的32.5%,随着夹煤厚度增加抗压强度也增大,夹煤厚度超过30mm后抗压强度增大不明显。复合夹煤岩石组合体整体呈X状共轭斜面剪切破坏、单斜面剪切破坏、部分拉伸破坏,随着复合夹煤岩石组合类型不同呈现不同的破坏特征等。

对拉钢筋对管幕预筑结构偏压构件受力性能影响研究

为研究对拉钢筋的直径及布设位置对管幕预筑结构偏压性能的影响,设计3根设置对拉钢筋和3根不设置对拉钢筋的管幕预筑结构构件,并进行3种不同偏心距的室内加载试验,重点考察构件的破坏形态、荷载-挠度关系和极限承载力;建立与试验对应的数值模型,通过计算结果和试验结果的对比验证模型的可靠性,并得到构件极限承载力随对拉钢筋直径及布设位置的变化规律。研究表明:1)在管幕预筑结构偏压构件中设置对拉钢筋连接件能有效提高钢管幕的受力参与程度,增强钢板与混凝土的组合作用,从而提高构件的承载能力和变形能力。2)构件的极限承载力随对拉钢筋直径的增大而增大。3)对拉钢筋的布置位置对结构的强度及刚度影响较小,在小偏心受压条件下布置在构件变截面最大跨度、大偏心受压条件下布置在构件变截面与平截面交接处时,构件的极限承载力相对更佳。

煤巷层状顶板压曲破坏现象分析

将煤巷顶板层状岩层视为薄板 ,按两端固支和简支边界条件 ,导出了压曲临界应力计算公式 .结果表明 ,临界应力与厚垮比及边界条件关系密切 ,据此指出顶板岩体结构和工程尺寸是顶板稳定性的决定性因素 .

基本顶板结构初次破断与全区域反弹时空关系

为了研究基本顶初次破断与全区域反弹压缩场的时空关系,建立弹性基础边界基本顶板结构初次破断扰动力学模型,基于有限差分理论与主弯矩破断准则计算研究了基本顶板结构初次破断时全区域反弹压缩场的基本形态特征以及基本顶破断长度、破断发展过程及破断程度对全区域反弹压缩场的影响。结果如下:①基本顶深入煤体断裂时,在破断线外侧依次产生“半椭圆形反弹I区”、“椭环形压缩区”、“椭环形反弹II区”及“椭环形压缩区”;②断裂线前侧反弹I区中部位置的反弹量最大,断裂线的两端部为压缩区;③首次断长与二次断长均较小时,破断线外围依次为“M形反弹I区”、“椭环形压缩区”及“椭环形反弹II区”;首次断长与二次断长均较大时,断裂线外围依次为“M形反弹I区”、“环8字形压缩区”及“环8字形反弹II区”;④基本顶破断程度越大,反弹量越大,而反弹压缩的分区特征与破断程度无关;⑤反弹II区包围了“悬顶区”且贯穿两巷及邻侧巷道区,反弹II区的内、外边界线的垂距基本相等,所以基本顶深入煤体破断时可在邻侧巷道及两巷区监测到反弹压缩信息。采用特制高精度位移传感器实验与工程实践验证了结论的合理性。形成预警基本顶大面积初次破断的“一同时与两滞后”原理及“两区域与两指标”监测位置及方法。

固体充填采煤液压支架合理夯实离顶距研究

固体充填采煤过程中充填采煤液压支架的夯实离顶距对充实率及充填作业效率的控制具有显著影响,揭示了支架本身结构干涉产生理论夯实离顶距以及现场充填工艺产生实际作业夯实离顶距的机理,分析了基于机构优化和基于不同充实率两种影响因素影响夯实离顶距设计的理论,提出了支架设计优劣的检验标准,即由夯实离顶距严格控制的充填作业累积量不小于充实率要求的需求量(V zjρ1≥V zρ2)。借助机械自动化仿真模拟软件Pro/E 5.0,仿真分析了特定充填采煤液压支架采高-夯实离顶距变化规律,最终通过充填作业累积量-充实率及充实率需求量-充实率曲线对该支架充实率保障区域进行划分,判断了机构优化的优劣程度及整体设计的合理性,最终形成一种以夯实离顶距为检验指标的支架设计合理性判断方法。

新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体强度研究

结合某矿山实际,采用实验室试验与数值模拟相结合的手段,研究了新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体力学强度特性及其作为采场顶板的稳定性.单轴抗压试验与巴西劈裂试验结果表明,灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体在7 d、14 d、28 d、60 d养护龄期的抗压、抗拉强度,分别高于所对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;并且灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体的早期抗压、抗拉强度均优于对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;FLAC3D数值模拟结果表明:新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体,可以满足作为采场充填顶板的要求.

采场顶板破断型震源机制及其分析

作为一种区域、实时、动态监测手段,微震监测技术用于预测预报冲击矿压等地质灾害乃至防灾减灾完全可行,而不同震源震动机制的研究是微震法预测预报冲击矿压的前提和基础。采场顶板是影响煤矿冲击矿压发生的重要因素,在分析采场坚硬顶板断裂过程的基础上,建立坚硬顶板断裂震动的等效点源模型,并根据该模型用震动波理论分析坚硬顶板断裂的震动位移方程,揭示了坚硬顶板断裂的震源机制,并通过三河尖矿微震监测的坚硬顶板断裂信号验证分析结果的正确性。研究表明,采场顶板由于受源外介质的拉力作用,断裂时震源会产生波前向外传播的压缩波,震源处岩体破坏主要为张性拉伸破坏。研究结果可为顶板型冲击矿压的预测预报和防治提供理论依据。

压缩空气泡沫灭火系统扑救浮顶储罐密封圈火灾的应用研究

分析了密封圈火灾过程及特点,建立了压缩空气泡沫灭火试验装置,参照10×10~4m^3浮顶储罐建立了20 m长的密封圈试验装置,以汽油为介质开展了多次泡沫灭火试验。试验结果表明:该压缩空气泡沫灭火试验装置可在30 s内完成灭火,泡沫混合液供给强度约14~19 L/(min·m^2),具有在大型浮顶储罐上应用的可能性。针对单台10×10~4m^3浮顶储罐浮盘密封圈灭火提出了工程应用方案,该储罐共需泡沫液量1200 L,分为4套压缩空气泡沫灭火装置均匀分布在浮盘边缘,浮盘密封圈火灾报警系统与该泡沫灭火装置联锁启动自动灭火,各套灭火装置的持续喷射时间约1 min。

立式拱顶储罐抗压环结构与弱顶性能分析

以1台690m3拱顶储罐为研究对象,对GB 50341—2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》和API 650 2005《Welded Steel Tanks for Oil Storage》中规定的4种型式的抗压环建立了拱顶储罐非线性有限元模型,采用罐底和地基材料接触单元的方法替代罐底和地基材料弹性杆单元法模拟罐底和地基材料的接触力,分析了不同抗压环结构的储罐弱顶性能规律,研究结果表明,a型抗压环弱顶系数达到2.096,弱顶效果最好。

基岩风化带性质对顶板突水溃砂的影响研究——以赵固一矿为例

基于赵固一矿上覆巨厚冲积层多含水层(组)薄基岩的特点,冲积层下部砂砾含水层水压达到4.0 MPa,为高水压含水层。为确定基岩性质对顶板突水溃砂的影响,保证多含水层(组)薄基岩区的正常回采,对水文勘察孔所取基岩岩样进行点荷载、干燥饱和吸水率和室内崩解试验,通过分析岩样各项试验指标随深度的变化曲线,确定基岩性质及其对留设防砂煤柱的影响。试验表明:基岩风化深度超过20 m;距离冲积层底界面0~6.5 m垂深范围内的泥类岩干燥饱和吸水率大于15%,遇水崩解多呈泥状、碎岩片和碎块泥,隔水性能良好,可以有效弥合采动裂缝,可以作为防水煤柱的保护层;冲积层底界面下部0~11.4 m的风化泥岩强度低于4.0 MPa的冲积层下部细砾含水层水压力,防砂煤柱的保护层不能全部由风化泥岩构成,提出防砂煤柱保护层厚度需要大于11.4 m;砂岩耐崩解性强,干燥饱和吸水率远小于泥类岩,阻隔水性能较差,防水煤柱保护层不可以全部由风化砂岩构成。风化砂岩强度大于4.0 MPa的冲积层下部砂砾含水层水压,可以有效抵御上覆水头压力。

拱顶储罐承压圈型式与承载能力的关系

拱顶储罐与浮顶储罐的最大差别是前者要承受一定的内压 ,承压圈是连接顶盖 (球壳 )与筒体的主要受力构件。在现行设计规范中 ,承压圈通常是角钢型的 ,但当储罐趋于大型化时 ,角钢型承压圈无法承受一定的设计内压。对内压作用下具有三种结构型式承压圈 (角钢型、圆锥壳型、圆环壳型 )各种容积的拱顶储罐进行了比较全面的强度分析与稳定性分析。最后对三种结构型式的拱顶储罐的变形方式、应力状态、塑性变形历史、塑性极限压力、弹性失稳临界压力进行了分析与对比。

根据测井数据评价煤层构造岩顶板抗压强度

河南登封煤田郜城井田二1煤层顶板为滑动构造形成的构造岩。通过对构造岩顶板测井曲线与其抗压强度指标关系的研究 ,明确指出 。

特厚急倾斜煤层水平分段开采顶板冒落研究

为了进一步减少由于煤矿开采而引发的冒顶安全事故,对煤矿开采过程中顶板的稳定性进行分析,建立了基于突变理论的特厚急倾斜煤层水平分段开采条件下采空区顶板稳定性分析模型。最后结合具体案例对模型进行了分析和验证,并求出顶板的压缩弹性能,得到顶板冒落破坏计算结果与现场实际情况相吻合,说明模型适用于采空区顶板稳定性的分析。

临沂奥体中心体育场车辐式单层索膜罩棚结构设计

临沂奥体中心体育场罩棚采用车辐式单层索网结构,上覆PTFE膜。对其外环受压桁架方案、索网大变形情况下附属结构及其与索网连接安全性、屋面排水方案等进行了专项研究。研究结果及采取相应措施如下:变宽度的外环受压桁架可减小索网尺寸、缩小内外环形状差异,改善外环受压桁架自身及斜柱受力;荷载作用下单层索网变形较大,竖向位移超过规范限值,为此从《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)限制结构变形的本意出发,通过一定构造措施保证了附属结构及其连接能适应结构大变形。最后,针对马鞍形屋面特点,采用场内场外排水相结合,局部设置附加排水口等措施,保证屋面排水顺畅。

含缺陷罐壁轴压失稳临界应力计算方法

通过对拱顶储罐罐壁承受轴向载荷、初始几何缺陷及轴压失稳状况研究,指出在固定顶罐设计、建造和运行各阶段都应进行罐壁轴压稳定性校核.根据圆柱薄壳稳定性理论和轴压失稳临界应力数值分析计算结果,提出固定顶罐罐壁轴压稳定性校核方法和数学模型,并运用回归分析方法建立罐壁轴压失稳临界应力计算公式.对几种常用规格的拱顶罐有初始挠度缺陷罐壁轴压稳定性分析表明:随储罐容积和罐壁初始挠度增大,罐壁轴压稳定性呈减弱趋势.

利用煤田测井曲线预测岩石抗压强度

以淮北矿区祁东矿西二采区1煤顶板为研究对象,通过室内岩石抗压强度试验和其对应测井曲线数据的提取,在单因素分析的基础上,构建复合参数,分析复合参数和岩石抗压强度的相关性。结果表明:岩石抗压强度和所构建的复合参数高度相关,根据相关关系求得的岩石抗压强度与试验测试数据的平均误差为10.59%。利用该方法求得的岩石抗压强度准确可靠,可为煤矿安全生产提供依据,同时丰富了煤田勘探中测井曲线的解释成果。

多次严重破坏巷道的合理支护技术

本文针对一些巷道在动压及其它因素的影响下发生多次严重破坏的现象，分析了巷道的破坏原因，讨论了现有支护形式的特点，确定了选择此类巷道合理支护方式的原则，提出了３种基于锚注支护的联合支护结构，并在工程施工中得以应用。

SMC彩色屋面玻璃钢瓦的研制

通过对SMC彩色屋面玻璃钢瓦与粘土瓦、彩钢瓦、石棉瓦等屋面瓦性能特点与力学性能的对比,可知玻璃钢瓦简述了SMC屋面瓦材料及其工艺研发,并对SMC屋面瓦应用前景进行简要描述。

湘钢烧结厂白灰矿槽通风除尘系统的改造设计

针对压缩空气输送白灰进入矿槽的空气动力学特点 ,用压力损失的预定值和脉冲间隔时间计算方法选择配带通风机的仓顶式布袋除尘器 。

深井多煤层联合开采微震类型分析

针对平煤股份十一矿在进入深部开采期间多次发生强矿震的问题,根据SOS微震监测系统监测数据,应用地球物理学、地震学和岩石力学的理论与技术,研究微震事件震源物理、波动物理场、时空序列规律和时间域与空间域分布特征及其与采矿活动的关系,总结了十一矿微震活动规律,确定了4种矿震类型和原因,为防治冲击地压危险明确了方向。