Convergent mechanism of roadway driven along with strong roof of special thick stratum and its controlled measures

The trapezoidal cross-section roadway, driven along with its medium and fine grain sandstone roof in special thick stratum, was situated in shale strata. Rock-lining wall was employed in roadway, which its roof is in the free situation. Under the action of virgin stress, the surrounding rock of roadway was in stability. While under the action of fixed abutment pressure arisen from protection pillar of roadway, which its two sides?seams were extracted, free strong roof of roadway was in the stability. But its two sides?rock-lining walls was fractured, partially broken into pieces, and its floor heave was ob-vious. The velocity of floor heave is 0.4～0.8 mm/d. The size of broken zone of sur-rounding rock of roadway increases doubly. An effective load coefficient of surrounding rock to was quoted illustrate these phenomena. The main reasons of roadway conver-gence are that, rock property of surrounding rock is inferior, protection pillar affects its stability, and supporting pattern employed is improper. At last, effective measures to control roadway convergence should be bolting and grouting lining, which mainly con-solidates surrounding rock of roadway.

板状碎片对建筑屋面的冲击破坏概率模型

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考虑了在不同风速风向下板状碎片来源、起飞初始条件和建筑相对位置对屋面冲击破坏概率的影响。利用风速15 m·s^(-1)~45 m·s^(-1),风向0°~90°和上游建筑高度8.0 m~12.5 m作为模型的输入,实现了可考虑多因素影响的板状碎片对低矮建筑屋面冲击破坏的概率估计,验证了模型的实用性。该模型计算过程简单,可应用于建筑屋面易损性分析。

近浅埋多层厚硬顶板大采高综放工作面矿压显现规律研究

针对榆神矿区近浅埋多层厚硬顶板条件下,“大周期”来压支架立柱下缩量大、煤柱应力集中系数高、稳定性差等强矿压问题,采用了数值计算、微震和煤体应力监测等技术手段,对覆岩破断运动及工作面来压规律进行了分析研究,结果表明:覆岩破断运动上,多层厚硬顶板较大的“垂向离层空间”和“自下而上”的顺次交替垮落孕育了顶板“高+低层位组合破断”的时空基础;“高低层位顶板组合破断”是“大周期”来压增强的关键诱因;同时,煤柱应力的时空演化受控于多层厚硬顶板的破断垮落。矿压显现上,工作面“大周期”立柱下缩量平均可达945 mm,持续距离12.10 m,并可由2~5次连续强来压组成;巷道煤柱应力集中系数达到1.80~2.30,影响范围为工作面前方126 m至后方471.3 m,具有明显的“高强度、大范围、长上升期”特点。针对该条件下的强矿压防治,分别提出了“弱化低位顶板、优化破断结构”和“弱化高位顶板、改变破断次序”的技术思路,并取得的了较好的应用效果。

强采动巷道断顶卸压稳定性控制机理及应用

为解决强采动条件下巷道大变形难题,以新上海一号矿1806N工作面辅运顺槽为工程背景,采用实地勘探、理论分析、数值模拟的方法分析强采动巷道变形破坏原因及围岩大变形机理,提出相应的控制对策进行现场工业性试验。研究发现:1806N工作面辅运顺槽大变形主要影响因素为岩石强度低、节理裂隙发育、完整性差、顶板富水严重、围岩遇水泥化,强采动高集中应力。基于围岩大变形断顶控制机理,形成辅运顺槽深部爆破定向预裂断顶结合补强加固的设计方案。借助数值模拟对断顶及未断顶巷道应力变化规律进行对比分析,断顶巷道端头最大垂直应力14.6 MPa,断顶后巷道端头最大垂直应力12.5 MPa,断顶后端头处垂直应力减小14%,断顶具有一定切断应力传递及减小巷道收缩的效果。开展现场工业性试验,断顶后端头顶底板位移减小37%,两帮变形减小19%,底臌发育长度减小92%,结果表明断顶可有效减少端头巷道变形以及超前底臌发育长度和高度,可为相似工程地质条件巷道建设提供参考。

坚硬顶板强矿压动力灾害超前区域控制技术研究

厚层坚硬顶板条件下大采高综放工作面采场矿压显现强烈,极易引发冲击地压、矿震等灾害。为掌握坚硬顶板大采高综放开采条件下覆岩破断演化规律,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,揭示了坚硬顶板岩层呈现大“悬臂梁”形式垮落及破断冲击能致灾机理,并提出了坚硬顶板分段压裂超前弱化解危技术。研究表明:低位坚硬岩层在覆岩运移过程中常以“悬臂梁”结构出现,该结构不易垮落,进而导致能量积聚,引发矿压动力灾害。而在水力压裂超前弱化技术治理后,顶板垮落步距显著减小,平均降幅54%,来压强度降幅21.67%,且有效改变了低位坚硬顶板破碎程度,扩大了工作面垮落带范围,增加了采空区矸石充填程度,达到了顶板结构改造及动力灾害有效控制的目的。

坚硬顶板复合爆破定向造缝技术及工程应用

造缝切顶是改变坚硬岩层破断运移规律,进而控制采场强矿压的有效手段。为了实现定向、弱扰动、大间距的造缝切顶,开发了一种坚硬顶板复合爆破定向造缝技术。在系统性的介绍该技术关键设备——高能射孔枪的结构组成的基础上,分析了复合爆破定向造缝切顶的工艺流程;基于AUTODYN数值计算软件,阐明了基于聚能射流和高压劈裂的复合爆破定向成缝机制;采用LS-DYNA软件构建了聚能射流及高压劈裂数值模型,优化了射孔弹尺寸及助推剂用量;开展了坚硬顶板复合爆破定向造缝地面实验,揭示了相邻孔间裂缝扩展延伸特征,验证了射孔弹尺寸和助推剂用量的合理性;在塔山煤矿8311工作面进行了坚硬顶板复合爆破造缝切顶工业实验,监测了8311工作面推进过程中2312临空巷道煤柱不同深度的垂直应力峰值,得出如下结论:(1)复合爆破技术定向造缝机制是聚能射流冲击岩石侵彻面上形成的压力远大于岩石的强度,造成岩石发生破碎,形成定向孔道;二次爆燃产生的高压气体进入射孔孔道内,在“气楔”作用下沿着孔道形成连续平整的裂隙面。(2)在射孔弹口径为40 mm、助推剂为4片时,复合爆破定向造缝技术可以实现1.5 m钻孔间距下中粒砂岩层劈裂。(3)现场实测表明,在采用复合爆破定向造缝技术后临空巷道煤柱的垂直应力峰值平均降低31%,有效的控制了巷道矿压。

按防水通用规范要求设计的某酒厂屋面防水工程介绍

贵州某酒厂项目一期工程,屋面防水根据防水通用规范要求与项目自身特点,采用夹芯式构造的三道防水层设置,第一道非沥青基强力交叉膜自粘防水卷材起到了防水兼隔汽的作用,后两道防水层聚合物水泥防水涂料与丁基自粘TPO防水卷材充分体现了卷涂复合防水层的优势。分析了该项目防水做法和所用材料的性能优势,并对施工工艺进行了介绍。

切顶卸压切缝参数设计与巷道围岩应力演化规律研究

针对强采动影响下切顶卸压护巷效果不佳的问题,以长平煤矿5302回风顺槽预裂爆破切顶卸压为工程背景,利用3DEC离散元数值模拟软件,生成不同曲率半径的切缝,对其护巷效果与巷道围岩应力演化规律进行研究,并将切缝为曲率半径16 m的模拟结果与切缝为直线的模拟结果进行对比。结果表明,相较于直线切缝,当切缝为曲线时,顶板下沉量与底鼓量分别减小了30.9%和28.57%,实体煤帮与煤柱帮变形量分别减小了45.03%与28.6%,实体煤帮与煤柱帮垂直应力峰值分别减小了24.88%与24.47%。当切缝为曲率半径16 m的曲线时,巷道上覆岩层垮落堆积的岩体能够与煤柱形成较好的承载体系,有效地切断了采空区上覆岩层与巷道顶板之间的力学联系,改善了巷道的围岩力学环境。

特厚煤层坚硬顶板强矿压——瓦斯——水——火多灾害协同控制理论及技术

针对大同矿区特厚煤层开采时坚硬顶板大面积垮落引发强矿压,诱发冲击地压、煤与瓦斯突出、突水、冲击气流、瓦斯燃爆等灾害,提出了以坚硬顶板运动控制为核心的强矿压——瓦斯——水——火协同控制理论与技术,并进行综合应用。工程实践表明,在该协同控制技术应用之后,工作面的强矿压、瓦斯突出、水气下泄与采空区自燃等现象得到有效抑制。研究成果可为相类似的强矿压——瓦斯——水——火多重灾害矿区提供有效指导。

综放工作面强动压巷道围岩综合控制技术研究与应用

针对老石旦煤矿强烈动压影响巷道围岩变形难题,在分析顶板岩层以及地应力场分布的基础上,总结了动压巷道围岩的变形破坏特征,提出了水力压裂卸压与高预应力锚杆支护的协同控制技术,确定了最佳压裂高度,制定了水力压裂方案与高预应力锚杆支护方案,开展了井下工程应用。结果表明:水力压裂有效激发了顶板岩层破裂和裂缝扩展,形成大尺度裂缝,阻断了侧向支承压力的传递路径;巷道矿压显现明显减弱,顶底板移近量402 mm,两帮移近量83 mm,较原支护变形显著减小;强采动影响下锚杆(索)受力变化趋势明显减弱,锚杆最大受力79~96.5 kN,锚索最大受力101 kN,且未发生锚杆(索)破断现象,表明采用水力压裂与高预应力锚杆支护后,巷道围岩侧向支承压力明显减弱,稳定性显著提高,强动压巷道围岩控制效果显著。

特厚综放大结构顶板强矿压区域治理技术研究

煤炭开采过程中,由于强矿压的作用会引起各种复杂的动力现象,影响采矿作业的正常进行,威胁煤矿的安全生产,探索新的技术途径控制特厚煤层开采中强矿压难题势在必行。以大同塔山煤矿为工程研究对象,运用三维计算机模拟、实验室研究和工业性试验研究,分析多煤层开采时,解放层山4#煤层采动后对3-5#煤层开采的影响,研究利用解放层开采区域治理大结构顶板强矿压技术,并分析该技术的适用条件和作用,获得基于解放层开采区域的特厚综放大结构强矿压顶板运动规律、矿压显现规律及控制措施等,为特厚煤层综放大结构顶板强矿压开采支护方式选择、巷道布置形式、支架选型以及支架控制技术参数的确定提供依据,为类似条件下的煤层开采开创了新的技术途径。

工作面“见方”期间冲击地压致灾因素分析及防治技术

针对纳林河二号煤矿“见方”区域冲击事件频发的问题,分析了工作面静载、动静载量化叠加支承压力分布特征,得出了强冲击倾向性顶板特殊区域冲击机理,即:工作面采空区对宽煤柱一侧的工作面巷道施加静载,使影响区域煤岩体临近冲击状态;冲击临界状态煤岩体在强冲击倾向性顶板破断释放的大量弹性能的影响下,发生冲击地压灾害。据此设计了顶板爆破预裂和煤层大直径卸压钻孔方案,经对施工区域的效果进行检验发现,该方案可以降低工作面“见方”影响区域的冲击危险性,实现工作面的防冲安全。

深埋厚顶板工作面高应力强动载矿压显现机理研究

针对羊场湾煤矿130207工作面深埋高应力厚砂岩顶板赋存条件下回采过程中面临的强矿压显现问题,采用理论分析手段研究了130207工作面支架增阻特征、整体矿压显现规律、大小周期来压步距,工作面开采时呈现“来压急增阻、非来压缓增阻、大小周期来压、持续性大周期来压”的特点,大周期来压步距平均56.9 m,小周期来压步距平均13.7~15.7 m;采用微震监测手段得到能量事件分布规律,发现10^(2)及以下能级事件频次占比达到93.06%,无论是高能级事件还是所有能级事件,均主要集中在煤层上方40.23 m厚的粗砂岩层内;分析了采场应力与覆岩破断时空关联性,得出采场覆岩破断全周期能量动态演化规律,建立了顶板结构模型,分析了工作面周期来压顶板结构演化过程。

大采高工作面端头静态胀裂切顶技术研究

大采高工作面回采过程中,端头后方顶板不易及时垮落。优选适应性高、安全高效的大采高工作面端头切顶技术与工艺,对于煤矿安全生产具有一定现实意义。通过对高效煤岩静态胀裂剂性能和现场工程应用实践的不断探索和深入,以大柳煤矿1405大采高工作面隅角悬顶问题为研究背景,采用高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术,通过优化设计钻孔关键参数及数值模拟分析等技术手段,构建一套适用于大采高强矿压工作面的静态胀裂切顶技术与工艺,使端头顶板实现定向垮落。经实践表明,高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术保证了顶板及时垮落,有效防止了端头处坚硬顶板悬顶距离过长对巷道内超前支护段造成强矿压影响。

基于水压致裂技术的采场坚硬顶板控制实践

针对汾西矿业集团某矿2202工作面易发生悬顶及强矿压显现现状,综合运用现场调研、矿压观测、理论分析等研究手段,对2202工作面的矿压显现现状及机理进行分析。在此基础上,设计了水压致裂顶板弱化方案,经过具体的工业性试验后,对水压致裂前后的矿压显现特征进行对比,工作面平均周期来压步距减小2.4 m,最大工作阻力减小2.2 MPa,动载系数减小0.07。效果分析:实施水压致裂后,工作面来压强度整体降幅明显,且在整个工作面范围内分布更为均衡,压裂效果较好,实现了预期的安全及技术目的,具有一定的推广应用价值。

近距离下煤层综放面覆岩结构特征及运动演化规律

针对近距离煤层开采时存在的上、下位基本顶特殊地质条件,运用“三带”理论分析了上煤层采后覆岩结构特征,得出下位基本顶周期来压步距22.09 m,上位基本顶处在弯曲下沉带不发生破坏。建立了下煤层开采时基本顶结构力学模型,计算得出下煤层开采时上位基本顶的周期来压步距31 m,下位基本顶二次破断步距12 m,下位基本顶两次周期来压后会发生上位、下位基本顶同时来压,从而在工作面表现出“强-弱-弱-强”的循环来压现象。矿压监测结果表明,工作面确实出现“强-弱-弱-强”的周期来压现象,在强周期来压时需要提前加强工作面支架稳定性控制以保障工作面安全生产。

基于水压致裂的采场坚硬顶板控制技术应用

针对2202工作面厚层坚硬顶板条件下易发生采空区悬顶及采场矿压显现强烈的现状,首先对工作面坚硬顶板的悬顶特征和水压致裂技术原理及适用性进行了分析,进而结合具体的地质生产条件,设计了2202工作面水压致裂顶板弱化方案及具体施工工艺流程,然后实施了工业性试验及压裂效果分析。实践证明:实施水压致裂后,周期来压步距降幅为11.5%,最大工作阻力降幅为8.6%,最大动载系数降幅为18.5%,压裂效果较好,具有一定的推广应用价值。

多煤层开采破断顶板群结构发育扩展规律研究

针对高家梁煤矿多煤层开采时下煤层工作面矿压显现剧烈、易出现压架等问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对多煤层开采顶板破断演化规律及强矿压形成机理展开研究,以修正的Hoek-Brown准则作为采动岩体强度准则,模拟多煤层开采覆岩破断扩展演化过程。研究结果表明:由于回采煤层数量增多致使覆岩弯曲下沉带岩层逐渐演变为断裂带,最终导致破断顶板向上发育扩展,形成破断顶板群结构,破断顶板群结构高度分别为23、49、78、112 m;煤层采高和层间距对顶板群破断结构高度的影响明显,但层间距超过35 m时覆岩破断高度保持稳定;当开采多煤层时,破断顶板群结构压力传递至下煤层,使下煤层工作面部分区域出现强矿压显现现象。研究结果揭示了坚硬岩层条件下多煤层开采破断顶板群结构扩展规律及下煤层强矿压形成原理,对工作面布置和强矿压防治具有一定的指导意义。

上海国药物流大厦屋面防水维修设计与施工

某混凝土结构屋面原采用SBS改性沥青卷材防水层,因使用年久而渗漏需要翻新,本文介绍了采用非沥青基强力交叉膜自粘防水卷材(双面自粘)与丁基自粘高分子防水卷材(TPO)复合为主防水层的屋面防水修复系统,既避免出现窜水隐患,又有很好的耐久性能,实现了“一次防水”的理念。

采空区坚硬顶板破断机理与灾变塌陷研究

以坚硬顶板下的房柱式和条带式采矿工程为背景,建立了表征采空区内矿柱支撑顶板的弹性基础板力学模型,研究顶板不同阶段的破断模式与突变失稳的力学过程.研究表明:当煤柱的有效承载面积逐渐减小到临界值时,非线性控制参数即可穿越分岔点集,顶板位移突跳产生极限点失稳,煤柱-顶板系统出现突然塌陷失稳.