王坡煤矿沿空掘巷煤柱尺寸确定及应用研究

针对王坡煤矿一侧采空综放工作面沿空掘进巷道煤柱留设难题,采用现场实测和数值模拟相结合的研究方法,对3205工作面运输巷在不同煤柱宽度下煤柱应力分布和围岩变形程度进行了研究,最终确定合理的煤柱宽度为15 m,并对合理的煤柱宽度进行了现场试验。结果表明,采用全长预应力强力支护系统后,3205工作面运输巷两帮最大移近量198 mm,顶板最大下沉量45 mm,说明15 m煤柱有利于3205工作面运输巷维护,能满足巷道正常使用要求。研究结果可为王坡煤矿其他采区类似条件下区段煤柱宽度的确定提供参考。

特大跨度隧道双侧壁导坑法施工步距优化分析

大型机械在特大跨度隧道施工中易产生导坑施工步距加大等问题。以厦门机场高速公路巷东隧道工程为例,采用数值分析结合现场实测的方法,针对双侧壁导坑法施工中存在的导坑尺寸偏小、无法满足机械化施工操作空间、工效低等问题,通过扩大各导坑上下台阶的步距,增加掌子面与二衬的间距,提高了洞内机械化作业水平。数值分析表明,优化方案中初支轴力只有个别点的压应力增加较多,大部分的轴力及剪力变化幅度在4%以内,初支弯矩极值降低6%;围岩位移及初支结构内力极值变化都不大,处于合理范围内。地表沉降监测表明,最大沉降值为9.1 mm,最大变化速率为0.5 mm/d,均未超过允许范围,且沉降总体上趋于稳定。

不等长工作面覆岩破坏规律的数值模拟分析

针对不等长工作面煤层开采日渐增多的现状，采用数值模拟与理论分析相结合的方法，对采场覆岩的破坏特征及支承压力的分布状态进行系统研究，并相应模拟出工作面前方应力场与位移场的演化规律。结果表明：工作面自开切眼开始向前推移，推进到工作面“见方”期或斜长的整数倍位置时，顶板活动剧烈，覆岩空间结构发生新旧更替，形成了“0”型破断区；不等长工作面推进过程中岩层运移极不规则，推进距离在衔接面前后20～30m的范围内，应力波动较大，数值变化明显；回采期间支承压力对覆岩活动产生了重要影响，其大小约为水平应力的1．5～2倍；就采动过程中竖向位移的变化而言，巷帮移近量远大于顶底板变形量，故工程实践中应特别注意对巷帮及顶板的加固和维护。

多针头静电纺丝电场分布改善及仿真分析

传统的多针纺丝喷头由于各针头间电场存在强烈的相互干扰作用,往往会造成电场分布不均匀,严重影响纺丝质量。为提高多针头静电纺丝的效率和质量,探索有效可行的多针喷头工艺改善措施,获得更均匀的电场分布,对不同针头数量的正六边形分布式多针电纺喷头的工作电场进行建模仿真分析。通过优化多针喷头结构改善其电场分布,提出了3种措施:设置不同针头间距,不等针长和不同直径屏蔽环,通过有限元分析工具COMSOL Multiphysics 5.5对其进行仿真分析,详细阐明不同针间距下电场分布特征的变化趋势,加长中心针对电场分布均匀性的影响以及屏蔽环在均衡电场分布和集中分布范围上的作用。这为实现多针头静电纺丝过程的高效稳定提供了理论支持,也为多针头静电纺丝批量化生产的设备进一步优化提供研究基础。

不等长工作面沿空留巷围岩控制及矿压规律分析

为解决双龙煤矿采掘接替紧张状况,基于沿空留巷的理论研究和工程实践,在不等长201综采工作面辅助运输巷道开展了切顶卸压沿空留巷技术研究。采用理论分析、工程类比、现场试验监测等综合研究方法,进行了切顶参数优化、围岩支护参数设计,并对沿空留巷效果进行了矿压规律分析评价,提出了一套适用于双龙煤矿的沿空留巷技术体系。研究结果表明,以卸压-改性双重围岩控制为核心思想,单体液压支柱+铰接梁+注浆改性+恒阻锚索等联合支护手段进行沿空留巷,顶底板累计相对移近量值最大为940 mm,两帮收敛量值最大为580 mm,验证了该沿空留巷技术体系的有效性。

非等压应力场上向长距离穿层瓦斯抽采钻孔密封长度研究

针对双向非等压应力场上向长距离瓦斯抽采钻孔密封长度难以确定、现场封孔难度大的问题,以平煤六矿为工程背景,以弹塑性理论和Mohr-Coulomb准则为基础,得出圆形巷道非等压应力场下塑性区边界方程,通过FLAC3D数值模拟映证了理论分析结果:当侧压系数不为1时,巷道围岩塑性区边界是对称的"蝴蝶形",不再是等压力应力场下的圆形,且巷道围岩应力呈非均匀分布,应力沿巷道径向变化的梯度和围岩应力降低区的范围沿不同角度时也存在明显差异;理论分析和数值模拟计算的塑性区深度偏差小于5%。结合塑性区的变化规律确定了不同角度上向穿层钻孔的密封长度,提出更具针对性的新型逐级注浆封孔技术。瓦斯抽采试验表明:按照本文确定的密封长度对上向穿层钻孔进行密封时,孔内抽采负压均在13 k Pa以上,最高瓦斯抽采浓度是传统等压应力场下对比试验孔的1.4倍,且其衰减速率较慢,瓦斯抽采效果可以满足长期高效抽采的要求。

汉建初买地玉券与亩积史考

汉建初买地玉券,清光绪十八年(1892)出土于山西忻州,现藏上海博物馆。券文中记载了购买冢田的四至及面积,学者们借此来研究东汉亩制及亩积等问题,取得了一定的研究成果,但众说纷纭,至今未得确解。文章将出土文献与传世文献相比照,运用传统训诂学及数学、几何等理论知识,考辨我国亩制与“四不等田”计算发展史,从而对汉建初买地玉券中“亩积”计算问题做出新的阐释。