Ground support design for dynamic loading conditions:A quantitative data-driven approach based on rockburst case studies

There are considerable challenges associated with the design of ground support for seismically-active underground mines.It is extremely difficult to establish the demand on ground support as well as the capacity of a ground support system.The resulting dynamic or impact loads caused by mining-induced seismicity are difficult to anticipate and quantify.The performance of a ground support system is defined by the load distribution and interaction between several reinforcement and surface support elements.Consequently,the design of ground support in seismically-active mines tends to evolve,or be modified based on qualitative assessments of perceived performance or response to significant seismic events or rockbursts.This research is motivated by a need to provide quantitative and data-driven design guidelines for ground support systems subjected to dynamic-loading conditions.Rockburst data were collected from three deep and seismically-active underground mines in the Sudbury basin in Canada.The constructed database comprises 209 seismic events that resulted in damage to mine excavations and ground support.These events were associated with damage at 324 locations within the three mines.The developed ground support design strategy,based on these documented case studies,identifies areas where the use of dynamic or enhanced support should be employed.The developed design methodology provides guidelines for the zoning of mine locations in which installation of enhanced support is recommended,the specifications for an optimal ground support system,and the timing or sequence of installation.

基于GPR的巷道围岩空区探测及支护设计

为确保地下矿山掘进巷道围岩稳定性,发现前方不良地质体,采用地质雷达对掘进巷道围岩及底板进行空区探测,并对巷道围岩进行不同地应力作用下的稳定性分析,对不同长度锚杆加固后的锚杆轴力进行对比。结果表明:雷达探测的两个区域均出现不同深度的振幅较强反射区;1.5 m锚杆支护作用下围岩最大位移量分别减少39.3%和10.0%,X-有效应力分别增加42.8%和37.5%;1.5 m和1.8 m锚杆支护时轴力变化基本相同。根据同相轴的连续性对异常区进行判断,异常信号为充填不密实区及空洞,采用锚杆锚网喷浆支护。研究成果可以为类似矿山巷道围岩稳定性及支护提供借鉴意义。

煤矿采煤工作面顶板事故原因及防治措施

通过分析煤层顶板的不稳定性和工作面开采过程中的突出地应力,揭示了顶板事故原因,讨论了顶板事故对矿工生命安全和矿山生产经济的影响,强调了问题的紧迫性。在防治措施方面,提出了改进矿山设计、加强采煤工艺管理以及优化支护技术等策略。采取这些措施能够有效减少顶板事故的发生。最后,总结了研究结果,强调了防治措施的重要性。

基于扎根理论与用户体验模型的大学生情绪关怀APP设计研究

文章将扎根理论和用户体验模型结合应用于大学生情绪关怀App的设计中,以应对当前大学生日益增长的心理健康问题。本研究首先使用扎根理论这一质性研究法凝练出产品的真实需求,随后又根据用户体验模型,统筹设计了App的整体结构和功能。文章所提出的将扎根理论与用户体验模型相结合的研究方法,不仅能提升App设计的专业性,精准客观地提取用户需求,还能提升设计的完整性和一致性,维护App的用户体验。由于两者结合的方法在交互和心理管理领域的应用尚未充分展开,因此文章也为未来相关领域的研究提供了一个新思路。

某工程钢桁架支撑胎架拼装技术

钢桁架支撑胎架的拼装技术是钢结构工程中的关键环节之一,直接关系结构的稳定性、施工效率以及整体质量。本研究主要介绍了钢桁架支撑胎架的拼装技术及其应用,包括施工工艺流程、拼装方法、质量控制要点和安全注意事项。通过对实际工程案例的分析,探讨了在钢桁架拼装过程中常见的问题及其解决方案,尤其是在大型钢结构工程中的特殊要求与创新技术应用。研究表明,合理的拼装技术不仅可以提高施工速度,还能有效确保钢结构的精度和稳定性。

大口径轻量化主镜边缘侧向支撑的优化设计

对大口径主镜的侧向支撑结构进行了优化,以便最大限度地降低重力作用下的镜面变形。首先,从理论上给出了一种优化主镜边缘侧支撑结构的判据和思路,然后,引入边缘切向剪切侧支撑原理,阐述了这种支撑形式的优化思想和优势。以口径为2060mm的扇形轻量化主镜作为分析实例,采用16个边缘离散支撑点,优化设计等角间距侧向支撑,并针对轻量化主镜的结构特点和等角间距支撑下支撑力值相差较大的缺点,将等角间距改为不等角间距侧向支撑,分析推导了相应的支撑力公式。结果显示,改进后的支撑形式提高了系统的支撑刚度,镜面变形由原来的1.723nm降为1.633nm。所研究的边缘切向剪切支撑方式很大程度上保证了主镜镜面面形,对不同口径的扇形孔轻量化主镜的设计有普适性。

大变形锚杆-围岩耦合模型及其计算方法

在矿山、水利、交通等工程领域中大变形锚杆已经获得了广泛的认可和应用,而相应理论水平落后于工程实践的现状则限制了大变形锚杆支护技术的进一步发展。针对大变形锚杆的力学及变形特性,提出了一种锚杆-围岩耦合作用结构模型,并基于塑性增量理论,从锚杆-围岩相互作用的角度,提出了大变形锚杆加固岩体的求解方法,推导了加锚岩体的平衡方程、位移协调方程和锚杆响应方程。在Visual Basic开发环境中编制有限差分计算程序,利用龙格库塔法求得了大变形锚杆-围岩耦合模型的半解析解,并通过数值模拟验证了理论模型的有效性。基于上述理论模型和计算方法,不仅可以计算得到大变形锚杆轴力和剪应力分布情况,定量分析其支护效应,还可以系统地求得加锚岩体的地层响应曲线及锚杆自身的响应曲线,对于地下工程中大变形锚杆的支护设计有基础性指导意义。

潮州供水枢纽西溪厂房基坑支撑的优化

通过对“潮州供水枢纽工程西溪厂房”深基坑这一成功优化设计实例的介绍,并从施工条件、工期、经济效益的角度综合考虑,讨论了深基坑连续墙—支撑支护结构的优化问题。该基坑位于河床中,开挖深度大,地质条件差,施工难度大,工期紧,在充分考虑施工条件的基础上,提出了钢筋混凝土支撑优化方案,并制定出相应的开挖方式。该方案满足大型机械施工条件,能大大提高效率,且为确保工期,降低工程造价创造了条件。结果表明:该设计计算成果与实际施工监测数据吻合,并使工程安全完成。

基于原岩应力测量的软岩巷道支护优化设计研究

为了解决曹庄煤矿高应力软岩巷道支护困难的问题,进行了井下原岩应力实测,采用基于实测地应力的锚杆支护优化设计方法,优化了巷道支护设计参数。工程实践表明,该支护技术有效控制了高应力软岩巷道围岩变形,取得了良好的技术经济效益,提供了一种控制高应力软岩巷道围岩变形的有效方法,对类似条件下巷道支护设计具有一定借鉴意义。

巷道围岩松动圈的地质雷达探测及应用

在简述地质雷达探测原理的基础上，分析了巷道围岩松动圈雷达探测的可行性。结合华丰矿巷道围岩松动圈探测实例，提出了松动圈雷达探测方法、图像分析及探测结果应用。结果表明，采用地质雷达探测巷道围岩松动圈是可行的，可以用于指导巷道围岩的锚杆支护设计。

管棚超前支护在平顶直墙隧道中的优化设计

管棚法作为浅埋暗挖隧道的一种辅助工法在防止隧道塌方、控制地层位移方面发挥着重要作用。管棚设计需要确定两个基本参数——间距、截面尺寸,而管棚的设计理论还不够成熟。文章引入土拱原理可以计算管棚的最大间距;而对于截面尺寸,提出在弹性地基梁法的基础上,考虑隧道开挖影响并结合增量法进行计算较为合理。同时认为,两个基本参数的相互影响必须综合考虑,假定管棚直径进行间距设计,应根据管棚受力分析进行校核,通过多次循环假定、计算、校核以得到较为合理的管棚设计参数。

大跨度连续梁拱桥多点多维地震响应分析

为研究多点多维地震动作用下大跨度连续梁拱桥的动力响应,以我国南方某主跨为139 m的钢管混凝土连续梁拱桥为研究对象,基于有限元软件OpenSEES建立桥梁的三维有限元分析模型,人工合成空间非一致地震动,探究地震动的失相干程度、场地条件及行波波速对桥梁动力响应的影响.研究结果表明:地震波的空间变异性效应会对连续梁拱桥的地震响应产生明显影响,仅考虑一致地震动激励会高估桥梁结构的地震响应;场地效应对桥梁地震响应的影响规律最为突出,随着支撑点处的场地越来越松软,桥梁各个部位的内力及位移响应均大幅增加;地震动的失相干效应越明显,桥梁拱肋的内力越大,位移越小;行波效应对桥梁结构的地震反应没有较为明确的影响规律,但不可忽略其作用,仅考虑行波效应会严重低估下部结构的地震响应;在大跨度桥梁结构的地震响应分析中,应着重考虑地震动的空间变异性效应,并且准确衡量各因素的作用.

石炭系特厚煤层综放开采技术实践

塔山煤矿综采放顶煤工作面煤层厚度大、结构复杂,煤层自燃发火期短,煤尘有爆炸性,通过采取合理的技术手段,克服了影响工作面生产的不利因素,保证了采煤工作面安全高效生产。

物料充填开采液压支架的研究

充填支架是充填开采中的关键设备。充填支架不仅支护顶板,维护安全作业空间,推移工作面输送机和采煤机,而且担负采空区充填、物料夯实及物料在采空区的输送任务。针对目前充填支架在充填开采中的关键作用,根据邢台矿的具体地质条件进行充填支架设计,重点对支架后部尾梁的支护机构及其强度,充填结构、夯实机构的设计及物料运输系统等结构进行探讨。通过在邢台矿的工业性试验表明物料充填开采液压支架设计合理,充填效果良好,经地面及井下观测数据分析,地表沉陷量达到了预期效果。

地面火炮保障性分析与设计

分析了新装备保障能力与战斗能力之间的关系,确定了装备保障系统的组成及要求。从装备使用分队和修理分队的职责出发,明确了各级保障器材、工具应具备的功能。以某新型火炮为例,确定了新的维修保障方案,该方案已随武器系统生产定型。

近断层大脉冲地震动对网架结构动力反应影响的研究及其简化计算模型

针对工程中常见的大跨空间网架结构在近断层大脉冲地震中的反应特点进行了较为深入的研究,得到了如下有益的结果:(1)为了便于工程设计中的应用,通过理论推导和数值模拟的方法,提出了一种考虑弯-剪效应的简化弹簧-质量-阻尼等效体系,该体系用以替代下部支撑结构,并和上部网架一起参与动力耦合反应;(2)简单阐述了近断层大脉冲地震动的特点,对同一个结构输入相同加速度幅值(0.1g)的脉冲地震动与非脉冲地震动两种地震波,分析比较了结构反应的差别,讨论了大脉冲速度谱与结构固有周期对结构反应影响的相关性;(3)对比分析了实际模型与简化模型在不同地震动作用下的结构反应,其结果验证了简化模型的合理性与准确性。该研究成果对从事本领域的科技人员了解大脉冲地震动对结构的影响有很好的示范效应。同时为设计人员简化计算提供了科学、简便的计算模型。

免充气轮胎优化设计有限元分析

以规格为2.50-14的C形孔洞免充气轮胎为研究对象,基于Abaqus有限元分析软件,建立免充气轮胎三维有限元模型。针对免充气轮胎的支撑结构最大应力和接地面积,以孔洞圆弧半径、支撑结构数量、硬质弹性体层宽度和硬质弹性体层厚度4个因子进行正交试验分析。结果表明,孔洞圆弧内侧半径为17mm和外侧半径为20mm、支撑结构数量为40个、硬质弹性体层宽度为44mm、硬质弹性体层厚度为6mm的优化设计免充气轮胎的支撑结构性能、承载能力及接地性能提升较大。

地空导弹战术单元射击指挥决策支持系统设计

给出了决策支持系统在指挥自动化系统基础上做出的改进.将面向对象的方法和面向过程的思想模型有机结合,实现了知识库分层模块化,完善了指挥自动化系统"人机"交互、知识表示、推理策略、动态实时等方面的不足,具有适宜的不确定性推理算法,增强了系统的智能化功能,极大地提高了推理效率和决策水平,能满足防空战斗的实时要求.

涡北煤矿南翼回风大巷修复新型支护设计

通过对深井高地压软岩强变形巷道复合性支护的可行性研究,确定合理、有效的支护形式,对煤矿安全生产、经济效益都有着十分重要的意义。这项支护新工艺可在具有相似地质地压条件的矿井推广使用。

大型导流隧洞复合衬砌结构设计简介

糯扎渡水电站导流隧洞采用有限元对施工期隧洞围岩稳定进行分析,提出一次支护设计参数,并利用三维非线性反演分析一次支护设计的可靠性,作为施工过程调整支护措施的参考依据。隧洞混凝土结构衬砌设计主要对内、外水荷载作用的合理取值进行分析,结合施工期围岩稳定分析,采用平面有限元对结构力学法计算结果进行了复核,设计科学、合理。