大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了煤壁片帮防治柔性加固技术。分析了煤壁变形特征和柔性加固机理,设计了柔性材料拉拔实验和柔性材料加固煤样强度实验,研究了不同直径棕绳煤样的变形和强度特征;构建了"棕绳-浆液-煤体"的本构模型,揭示了棕绳与煤壁协调变形机理。研究发现:煤壁具有逐渐暴露、无支护、大变形的特征,柔性支护材料棕绳具有延伸性好、抗拉强度和抗剪强度较高等特点,棕绳能够适应煤壁的大变形特征;"棕绳+注浆"这种新的煤壁柔性加固技术可以实现全长锚固,破坏的煤体在棕绳拉力作用下不滑落,煤壁稳定性得到提高。煤壁柔性加固技术效果显著,成本大幅降低,为煤壁片帮防治提供了新思路。

煤壁柔性加固工艺参数优化试验研究

近年来,工作面煤壁柔性加固技术的提出丰富了煤壁破坏防治技术理论。为了进一步揭示煤壁柔性加固技术中柔性棕绳的作用机制,明确浆液和柔性棕绳的耦合关系,降低柔性加固技术的技术成本和应用难度,通过物理实验、理论分析、设备开发、工程应用等研究手段,优化了煤壁柔性加固工艺。通过三维相似模拟实验,对比研究了煤壁无加固、煤壁注浆加固和煤壁柔性加固条件下煤壁的破坏特征,从宏观上揭示了煤壁柔性加固机理和柔性棕绳作用机制;将钻孔直径与柔性棕绳直径的比值定义为孔径比,通过“柔性棕绳、浆液、煤体”拉拔试验,研究了孔径比、浆液类型对柔性加固效果的影响,从而确定了浆液和柔性棕绳的数量耦合关系,开发了低成本的柔性加固注浆材料;通过设备开发,研制了半环形注浆管。研究表明:煤壁采用柔性加固可有效提高煤体的整体性并减小煤壁破坏深度;当孔径比介于1.6~1.9时,煤壁柔性加固效果最佳,且越接近1.9,柔性加固效果越好;采用“超细水泥、矿粉、水玻璃”混合材料作为柔性加固注浆材料,矿粉添加量不超过30%,水玻璃的添加量不超过10%,可降低柔性加固技术应用成本;研制的半环形注浆管可有效减小所需钻孔直径,降低技术应用难度;最后通过在瑞隆煤矿仰斜开采工作面应用煤壁柔性加固技术,有效的缓解了煤壁破坏的发生,提高了煤壁的稳定性。本文通过一系列实验研究,系统的优化了煤壁柔性加固工艺,为煤壁柔性加固技术的科学应用提供了借鉴。

川藏公路柔性加固基层沥青路面结构经济性分析

为减小川藏公路路基在重载和恶劣环境综合作用下产生的不均匀变形,以减缓半刚性基层沥青路面发生破坏。本研究拟通过寿命周期成本分析,按照路基不均匀变形影响程度,采用土工格室加固级配碎石组成柔性加固基层;选取半刚性基层和柔性加固基层沥青路面结构,采用净现值法进行对比分析。结果表明:柔性加固基层沥青路面结构的总费用小于半刚性基层沥青路面结构,可做为川藏公路不均匀变形路段的典型合理路面结构。

辛置煤矿2-208大采高工作面柔性加固防治煤壁片帮技术

为有效控制2-208大采高工作面回采期间的煤壁片帮现象,提出采用柔性加固的方案对煤壁进行加固处理,通过对"棕绳+注浆"柔性加固技术力学模型的具体分析,并根据工作面的片帮情况对柔性加固方案进行具体设计并实施。结果表明:2-208工作面煤壁采用"棕绳+注浆"柔性加固技术后,工作面回采推进时基本无煤壁片帮及顶板冒落的现象发生,保障了工作面的安全高效回采。

柔性加固技术在房柱采矿法中的应用研究

介绍了斗南锰矿将柔性加固技术应用于房柱采矿法,通过柔性加固技术加强顶板管理、提高了采矿安全性及采矿回采率,对同类矿山实现安全、高效开采有借鉴意义。

深井大采高工作面长距离超前预注浆柔性加固技术研究

本文以14030工作面为研究背景,提出了以长距离超前预注浆柔性加固技术来解决深井大采高工作面的片帮冒顶现象。采用“鱼刺状”钻孔的布置方式,选取适合柔性加固的注浆材料及注浆管。通过相似模拟实验证明了注浆管的柔性和延性可以对片帮掉落煤体起到抗拉作用,减小了片帮机率。在工作面的现场试验中,浆液扩散范围良好,注浆效果理想,有效地控制了深井大采高工作面的片帮冒顶现象。

膨胀土路堑边坡柔性加固方法及现场监测

为了提出一种用于新开挖膨胀土路堑边坡加固的方法并揭示其作用机理,设计了一种柔性面层+土钉加固结构,并建立了相应设计方法;依托云南某高速公路弱膨胀土路堑边坡加固工程,进行了加固结构设计计算及现场试验;开展了加固结构的受力及变形监测,探究了加固结构的作用机理。研究结果表明:当柔性面层允许边坡法向发生3.0%的膨胀变形时,所受到的法向膨胀应力可较不允许发生膨胀变形时下降61.1%,设计的柔性加固结构可满足稳定性的要求。一年内,在雨季土钉中部轴力普遍出现增长,在旱季离坡面较近的土钉端头轴力显著减小;土钉轴力沿土钉长度方向总体呈现“中间大,两端小”分布,与锚杆框架梁相比,受力更为均匀;柔性面层网面的最大拉应变均出现在阶段性停雨后,具有明显的滞后性,且远小于材料极限伸长率;坡面土压力变化与高强加筋三维网应变变化规律基本一致,雨季呈波动增长,旱季缓慢回落,坡面土压力增值与计算所得膨胀力接近;随着土体雨季增湿膨胀、旱季干燥收缩,钢缆绳轴力变化呈现出缓慢增长、持续衰减及逐渐稳定3个阶段;3个监测点位中边坡坡顶水平位移最大,为5.4 mm,边坡整体稳定。监测结果综合反映了柔性加固结构“以柔治胀”的作用机理。所得结论可为新开挖膨胀土边坡的加固设计和施工提供参考。

基于重载作用下川藏公路柔性加固基层力学性能研究

川藏公路路基易在重载和恶劣环境综合作用下产生不均匀变形,导致半刚性基层沥青路面发生破坏。为了减缓破坏,拟采用土工格室加固级配碎石组成柔性加固基层,提高道路力学性能。当前土工格室多应用于加固土体,而用于加固级配碎石形成复合整体直接应用于路面结构中的相关研究较少。因此,利用室内刚性承载板试验,基于0~1.3 MPa重载作用,对柔性加固基层开展竖向总变形量、塑性变形量、变形模量和回弹模量等力学性能研究。试验结果表明,较之未加固碎石基层,柔性加固基层的总变形量和塑性变形量可减少46.1%和61.4%,变形模量和回弹模量可提高33.4%和29.3%。研究成果不仅可用于减缓重载作用下路基不均匀变形对路面的危害,还可为该地区道路的设计和养护工作提供理论依据。

香根草加固不同含水率膨胀土的侧限膨胀和直剪试验

针对初始含水率不同的膨胀土,开展了侧限膨胀试验和直剪试验,分别测定有、无香根草根系的试样在不同初始含水率时的膨胀力和抗剪强度指标。分析表明香根草根系能够减小膨胀力和增加抗剪强度。试验结果可以启发我们:对于具有一定饱和度的膨胀土边坡,在有降雨的情况下香根草根系可以作为一种柔性加固方法帮助边坡控制膨胀变形和释放膨胀力。

柔性管注浆加固技术在路基修复中的应用

本文以新疆乌鲁木齐至石河子段高速公路为实例,介绍了柔性管注浆加固技术理论依据以及在路基修复中的具体应用,可为类似工程的施工提供借鉴。

港口起重机整机滚装加固方案分析

采用有限元的方法,以岸桥为例,建立整机滚装加固模型,进行强度、刚度及稳定性分析计算,研究加固方案的可行性。

基于能量非稳定平衡准则的煤壁片帮影响因素分析

通过建立顶板-煤体系统的Bingham黏弹塑性本构模型,从能量角度分析了煤壁片帮与煤体黏性系数、弹性模量、顶板刚度、开采煤层厚度之间的关系,并通过对赵固二矿11050工作面采取"注浆+棕绳"柔性加固技术来防治煤壁片帮,验证了结论的正确性。

矿山主溜井修复设计及实践

结合溜井修复实例,分析溜井损坏的原因,提出相应应对措施,并给出具体的溜井修复设计方案和参数,提出了溜井修复施工要点及溜井使用要求,简要说明使用情况及效果。

多雨气候条件下膨胀土路堑边坡处治技术研究

为解决海南多雨气候条件下膨胀土路堑边坡破坏的问题,以海口至屯昌高速公路膨胀土路段为依托,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、计算分析、方案设计及实体工程修筑。根据边坡破坏特征将海屯高速公路膨胀土路堑边坡分为三种类型,对发生滑坡和滑坍的边坡,提出了土工格栅加筋+综合防排水+坡面绿化的柔性加固方案,对发生坡面冲刷水毁的边坡,提出了坡面三维植草+平台渗沟+坡顶封闭的柔性防护方案,并通过渗流和边坡稳定性计算以及工程应用,分析了两种膨胀土路堑边坡处治技术的有效性和实用性。

大采高煤层开采煤壁片帮内在影响因素分析

为了研究煤壁片帮的机理,将影响片帮的因素分为内在影响因素和外在影响因素,通过建立顶板-煤体系统的Bingham黏弹塑性本构模型,利用能量的非稳定平衡准则得到煤壁片帮发生的条件,从能量角度分析了煤壁片帮与煤体黏性系数、弹性模量、顶板刚度、开采煤层厚度之间的关系。结果表明:煤体黏性系数越大,煤壁越不容易片帮;煤体弹性模量越大,煤壁越容易片帮;顶板刚度越大,煤壁越容易片帮;煤层开采厚度越大,煤壁越容易片帮。最后通过对赵固二矿11050工作面采取“注浆+棕绳”柔性加固技术来防治煤壁片帮,验证了结论的正确性。

某煤矿综采工作面矿压显现规律与控制技术

为了解决复杂条件下工作面回采期间矿压显现强烈的问题并实现工作面安全高效生产,开展综采工作面矿压显现规律实测与控制技术研究。以黄陵煤矿803工作面为研究对象,实测统计工作面推进过程中矿压显现情况,确定出803工作面老顶的初次垮落步距为13～15 m,基本顶的周期来压步距为18.2 m,在来压剧烈期间,多处煤壁片帮严重,提出超前"棕绳+注浆"柔性加固方案,并设计了注浆工艺和参数,通过注浆加固,提高了煤体整体强度,增强了煤壁对顶板的支撑作用。该技术能够大幅降低803工作面煤壁片帮的程度与次数,有效地控制煤壁大面积片帮冒顶的现象,保障安全开采,为类似矿井控制煤壁片帮现象提供一定的理论指导与实践经验。

多雨地区深挖路堑病害防治施工技术研究

深挖路堑是工程施工过程中经常进行的工程,施工区域多雨就会给施工带来较大困扰,因此必须做好多雨地区深挖路堑病害防治施工。本文以南方某高速公路施工路段为例,分析在多雨环境下边坡破坏特征,并将路堑边坡分为三类,在此基础上结合当地实际制定对应的加固方案。其中针对发生滑坡和滑塌的边坡,主要采用土工格栅加筋配合综合防排水以及坡面绿化工程;针对发生坡面冲刷水毁边坡,主要采用坡面植草配合平台渗沟以及坡顶的封闭,在此基础上对渗流和边坡稳定性进行研究,分析路堑病害防治效果。

云南文山斗南锰矿深部破碎岩体开采技术研究

通过矿山开采现状和工程地质调查、计算机模拟分析、采场爆破技术优化等研究方法,对矿体顶板岩体的稳固性进行综合评价,提出满足矿山安全开采的采场爆破技术参数和采场顶板的加固方式,实现矿山安全开采。

嘉兴某商务中心的改造加固设计

通过对嘉兴市某商务中心办公楼加层改造与加固设计进行系统的分析讨论,分析了该建筑改造与加固在技术上的可行性,对框架柱、梁及楼板的加固和新旧混凝土连接中的有关处理方法进行了介绍。