地下气化煤层软岩顶板相似材料研究

为了寻找适合煤炭地下气化模型实验软岩顶板的相似材料种类及材料配比,通过岩石力学性质实验获得现场顶板软岩的相关力学参数,并根据相似原理理论,以河砂为骨料、粘土和石膏为胶结物,利用正交实验和全面实验方法分析了不同材料配比下的单轴抗压强度,并与利用相似原理处理的抗压强度进行对比研究,结果表明:石膏对相似材料抗压强度的影响作用显著,且受热易粉化,不适合作为煤炭地下气化模型实验软岩顶板相似材料的胶结物;以河砂和粘土为相似材料原料时,当两者质量比为3∶1时,通过实验测得的单轴抗压强度与经过理论计算获得的抗压强度吻合,可满足模型实验对煤层软岩顶板的力学要求。

基础下浅埋洞室安全顶板厚度研究

在参考已有资料的基础上 ,分析了山区城市浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响因素。采用有限单元数值模拟法研究了基础与洞室相互作用下的破坏机制 ,以及各影响因素对浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响及相关变化规律。并运用逐步线性回归的方法得出了一个能综合考虑各影响因素的安全顶板厚度的预测模型。

采场模型试验应力(压力)测量系统研制及应用

依托自主研制的采场模型试验系统,研制了与之配套的低扰动、高精度、高效率应力(压力)测量系统,包括工作面超前支承压力监测系统、顶板支护模拟系统和等弹模弱扰动模型应力监测系统3部分。测量系统标定结果表明,超前支承压力监测系统输出值稳定,受载与输出值线性度高;顶板支护模拟系统基于液压控制原理,具有线性度高、重复性好、力学性能稳定等优点;模型应力测试块体与模型材料力学性能匹配、变形协调性好,防潮绝缘特性适应模型铺设及养护期间的潮湿环境。采场模型试验应用效果表明,整套测量系统采样精度高、测试效率高,具有良好的长时可靠性;能够得到覆岩采动应力场的演化特征,可以开展顶板来压特征、支架与顶板相互作用关系研究,为深入阐释采动应力场与覆岩破断形态的关联性研究提供试验依据。

上向分层(点柱式)充填开采厚大矿体稳定性研究

以某地下矿山采场为例,采用FLAC^(3D)对上向分层(点柱式)充填开采厚大矿体进行了稳定性分析,模拟不同矿柱间距开采状态下,顶板、底板、地表位移及点柱、围岩体弹塑性应力状态,总结点柱间距布置及顶板厚度对采场稳定性的影响。研究表明:深部采场降低点柱问距,可有效降低点柱应力,提高安全性,浅部采场采用此方法效果不明显;点柱问距设置合理的情况下,随着上向不断开采,顶板沉降变形量趋于平缓;上向分层(点柱式)充填开采厚大矿体可有效改善点柱承压及顶板受力状态。