采场上覆复合岩层剪切滑移模型的相似模拟验证

受煤层回采的影响,采场上覆岩层将发生剧烈的调整,产生水平和垂直方向的位移。由于煤系岩层属于沉积岩系列,具有明显的分层性,这使得基于均匀介质或者松散体理论获得的岩层位移具有很大的局限性。因此,建立了承受非均匀荷载的等效复合岩梁模型对上覆岩层的层间剪切滑移进行描述,并通过相似材料模型试验对复合岩层层间滑移相对位移在水平和垂直方向上的分布规律进行了验证分析,证明该模型是适合描述采场上覆岩层层间剪切滑移规律的。

采动影响下采区上覆岩层层间剪切滑移模型分析

采动影响下采区上覆岩层将发生剧烈的调整,产生水平和垂直方向的位移。由于煤系岩层具有明显的分层性,这使得通过均匀介质或者松散体理论获得的岩层位移具有很大的局限性。建立了承受非均匀荷载的等效复合岩梁模型,并对上覆岩层的层间剪切滑移进行描述,且通过数值模拟和工程实例对模型进行了验证分析。结果表明,该模型是适合描述采区上覆岩层层间剪切滑移规律的。

充填与垮落协同开采覆岩层间滑移破坏规律研究

充填与垮落协同开采技术发挥了综采“高产高效”与充采“绿色环保”的双重技术优势,目前对协同开采覆岩移动变形的研究已取得了一定的成果,但忽略了岩层层间的滑移效应对覆岩移动的影响。基于充填与垮落协同开采技术原理与工艺,根据协同开采覆岩结构特征,建立协同开采覆岩复合岩梁滑移力学模型,解出双层复合岩梁挠度、滑移、剪力和弯矩的理论解,分析复合弹性地基系数k对四者的影响规律,并通过物理相似模拟试验得出不同充实率条件下覆岩层间滑移规律;研究认为,采用充填与垮落协同开采方法时,受到同一工作面中同时布置充填段和垮落段的影响,双层复合岩梁四者理论解较垮落法的单一开采均发生突变,四者统计数值随复合弹性地基系数k的变化规律具有一致性,均可划分为快速降低区、缓慢降低区和平稳区,并计算得出滑移效应影响下的充填段临界充实率为93.75%;将理论计算与物理模拟结果进行对比分析,知充填段与垮落段覆岩均向协同工作面中央位置移动,验证了滑移模型的合理性。

水布垭水电站地下厂房吊车梁设计

岩锚吊车梁近20 a来在国内地下厂房中应用广泛。其梁座为一斜岩台,岩壁和吊车梁梁体之间通过锚杆、预应力锚杆或锚索连接,由于锚杆、锚索一般深入岩体较长,应力扩散较为充分,对洞室边墙稳定有利;岩锚梁可减小洞室整体开挖跨度,施工安排灵活,可在厂房开挖至中部时施工岩锚梁,吊车可提前安装并投入运行,有利于保证厂房的施工进度。水布垭水电站吊车梁的设计,在比较多种型式吊车梁的基础上,综合吊车梁的运行可靠性、施工安排和工程投资,采用与地下电站主厂房地质条件相适应的“扶壁岩锚复合吊车梁”。荷载试验及运行资料表明,该吊车梁是安全的、成功的。

顶板中软弱夹层对巷道稳定性影响研究

巷道顶板中含有软弱夹层,它的位置和厚度是影响顶板稳定性的重要因素.结合岩石力学、材料力学知识,采用理论分析、数学计算等综合方法,以层状复合岩梁为基础,通过铰接岩梁稳定性分析,对软弱夹层的厚度、位置对顶板稳定性的影响进行研究.得出了当组合梁的中间软弱夹层厚度一定时,随着软弱夹层离顶板越来越远,顶板所受的最大拉应力也越来越小,而且曲线规律变化的结论;同时推导出了岩层厚度与稳定跨距的关系,确定离层跨距为稳定性判别指标.将研究成果应用于实践,取得了很好的效果.

富水顶板大采高综采工作面涌水与矿压关系研究

针对纳林河二号煤矿31101富水顶板大采高综采工作面涌水情况,分析了工作面涌水与工作面矿压以及顶板岩层结构之间的关系。通过理论计算得出了关键层层位,认为基本顶及其控制的上覆岩层和关键层Ⅱ及其控制的上覆岩层共同组成了"复合悬臂梁—复合铰接岩梁"结构。计算得出关键层Ⅱ的初次断裂步距为210.3m,周期性断裂步距为101.1m,与现场实际矿压与涌水情况相符。认为"复合悬臂梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"小"出水,而后发生小周期来压;"复合铰接岩梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"大"出水,而后发生大周期来压。研究结果为31101工作面的出水预测提供了理论依据,并为相似工作面涌水与矿压关系研究提供参考。