大倾角煤层开采覆岩空间倾斜砌体结构

以大倾角煤层走向长壁采场为研究对象,采用相似材料模拟实验、数值模拟和理论分析综合方法,分析了采场顶板应力分布特征和变形破坏规律,认为大倾角煤层采场顶板破断后形成了倾斜砌体结构,该砌体结构以倾向堆砌和反倾向堆砌两种形式存在,且沿工作面走向和倾向均具有不同的分布特征,该结构的非均衡运动是导致"R-S-F"("顶板-支架-底板")系统失稳的主导影响因素,同时,该结构的运动形式亦受到上覆未垮岩层的变形破坏影响。倾斜砌体结构不仅是支护结构的施载体,也是"似壳结构"断裂失稳对工作面支护系统作用的传力媒介,对倾斜砌体结构的深入研究是探讨大倾角煤层采场"主承载结构"失稳致灾的关键。

深埋隧道复合式衬砌承载规律及其力学解答

为研究深埋隧道复合式衬砌荷载的分布规律及其形成原因,首先,统计52座隧道围岩与初支、初支与二衬间的接触荷载监测数据,并分析各监测点荷载分布范围以及二衬荷载分担比分布区间;其次,将传统的[BQ]法等效于GSI分值,基于Hoek-Brown强度准则给出了计算支护荷载的理论方法;最后,将理论方法与实测数据对比分析,以验证理论方法的可行性,并对影响支护荷载以及主承载结构的重要因素进行分析。分析结果表明:不同围岩级别隧道支护荷载存在一定差异,且围岩越差,二衬荷载分担比呈越大的趋势;Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩对应GSI分值区间分别为100~78,77~62,61~48,47~36和35~10;理论计算更适合埋深大于100 m的情况,而埋深小于100 m时,部分软弱围岩断面荷载表现为松动荷载;Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩二衬荷载分担比例区间分别为17.43%~37.96%,27.42%~51.89%,37.52%~66.6%;二衬施作时机、支护厚度和围岩条件均对支护荷载有较大影响,几个因素的结合可能改变主承载结构。研究成果为山岭深埋隧道支护设计提供一定参考。