大型液压阻尼器试验台架设计及分析

针对大型液压阻尼器试验系统设计了一种电液伺服加载试验台架。台架设计了卧式四导向柱结构及带液压夹紧装置的可移动支座,以满足台架输出加载力大及不同规格试验件安装空间可调的功能需求。运用有限元方法,采用ANSYS软件,校核了台架强度和刚度,并对影响夹紧力的因素及台架振动特性进行了仿真分析。仿真结果表明,台架强度和刚度均满足要求,台架固有频率远高于其加载工作频率,不会发生共振;夹紧力大小与夹紧缸和导向柱之间距离成正比,与导向柱和支座配合间隙以及支座厚度成反比。该研究实现了试验台架总体结构设计及夹紧装置的优化,对于大型电液伺服加载试验台架的实现具有指导意义。

基于尖点突变模型的水平矿柱稳定性分析

为研究某矿山在预留厚20 m水平矿柱条件下能否保证大面积连续地下开采时的矿岩稳定,建立水平矿柱受力模型,进而推导出基于尖点突变理论的水平矿柱失稳判据,开展ANSYS数值模拟研究,提出水平矿柱稳定系数的评价指标,对水平矿柱的稳定性进行分析。结果表明:水平矿柱失稳与否,取决于矿柱的材料性质和留设尺寸,以及下部充填体的材料性质,且水平地应力是决定矿柱稳定的关键外部因素;水平矿柱第一主应力为-4.2^-33.2 MPa,未出现应力集中及失稳破坏;第三主应力与等效主应力的极值作用于Ⅶ盘区,矿柱各盘区稳定性较高,稳定系数均超过1.4。在预留厚20 m水平矿柱的条件下,矿柱能保持稳定,可确保矿山安全高效开采,研究结果可为同类型矿山提供指导。

近距离煤层回采巷道合理位置确定应用研究

为了确定近距离煤层回采巷道合理位置,采用物理力学参数试验分析巷道围岩特性,得到了煤、直接顶、直接底的工作面围岩强度参数。基于此,进行了理论分析、数值模拟和现场试验,研究了近距离煤层回采巷道合理位置。研究得出,根据数值模拟和理论分析,将己_(16-17)-31020运输巷布置方式确定为外错式;把己_(16-17)-31020运输巷布置在己_(15)-31040采空区的下方,其巷道距上覆遗留煤柱边缘水平距离为25 m。顶板采用高强度预应力锚杆和高强度高预紧力锚索,帮部锚杆采用高强度预应力锚杆,对其进行围岩变形量观测和顶板离层监测。巷道顶底板最大移近量为57 mm,两帮最大收敛量为104 mm;巷道深部最大离层量为11 mm,浅部最大离层量为10 mm。在大平距外错的布置方式下,巷道的支护难度低、应力环境小、控制效果好。研究有效解决了巷道大变形、高应力问题。

基于尖点突变理论的水平矿柱稳定性研究

龙首矿岩体复杂破碎,为研究其贫矿体大面积开采过程中预留的30m厚水平矿柱能否保证地表及井下采场结构的稳定,基于尖点突变理论对水平矿柱稳定性进行了分析,并利用SURPAC、ANSYS以及FLAC3D等三维数值模拟软件对矿柱稳定性进行了研究。通过GPS地表监测,验证了理论计算与数值模拟结果的可靠度。结果表明:矿柱失稳与否,与岩体强度无关,其中水平应力和矿柱长度越大,越不利于矿柱的稳定,贫矿开采过程中只要做到及时充填采空区,提高充填接顶率,预留30m厚的水平保安矿柱不会发生突变失稳破坏;水平保安矿柱的塑性区分布及其最大主应力变化都在可控的范围内,其中矿柱最大主应力变化较小,由贫矿开采前的24.56MPa增大至27.25MPa,说明贫矿开采并没有对保安矿柱产生过大的应力集中,在预留厚度为30m的情况下,保安矿柱能够保证稳定;采空区充填后,由于充填体的支撑作用,水平保安矿柱能够充分发挥其承载能力,保持地表及井下岩体的稳定,可以保证矿山安全生产。

深部高应力复杂环境特大型水平矿柱开采方案优化研究

针对金川二矿区1000m中段厚60m的特大型水平矿柱开采面临的矿岩稳固性差,地压显现剧烈,上、下充填体贯通等不利条件,初选出两种连续回采方案,即:方案一,1000m与850m双中段单"V"型开采;方案二,1000 m双"V"型与850m单"V"型开采。利用有限差分软件FLAC3D对初选的两种方案进行数值模拟,从连续回采过程中矿岩和充填体稳定性两方面对两种方案进行了对比分析。综合分析结果表明,方案二对水平矿柱的开采扰动相对较小,矿柱的整体稳定性较好。