高瓦斯综放面开切眼架前膨胀预裂坚硬顶板切顶技术研究

针对高瓦斯坚硬顶板综放工作面初采期来压步距大及顶煤损失的问题,提出代替火药爆破的开切眼架前及两顺槽煤柱侧静态膨胀预裂切顶技术;采用数值模拟方法确定了静态膨胀预裂切顶的关键参数,设计了切顶方案及工艺,并通过现场工程应用验证了静态膨胀预裂切顶技术的有效性。结果表明:综放工作面初采前在开切眼架前及两顺槽煤柱侧实施静态膨胀预裂切顶,既保证了开切眼设备安装期间的安全性,又可在后续采动应力的作用下顶板及时破断,减小坚硬顶板初次来压步距和强度;当综放工作面初采推进至开切眼宽度时发生初次来压,人工减跨效果良好,不仅提前回收了工作面的顶煤资源,而且还消除了坚硬顶板大面积悬顶带来的诸多重大安全隐患,研究成果可在类似条件下代替炸药爆破进行推广应用。

异型开敞屋盖风荷载与风场特性数值模拟研究

以某医院的异型开敞屋盖为研究对象,分析了其周围的流场分布及平均风荷载的分布情况。采用Realizable k-ε湍流模型,根据屋盖的主要特征建立了相应的简化模型,并进行了模拟分析。结果表明,异型开敞屋盖与主体建筑之间存在特殊的位置关系,导致屋盖与后方建筑之间极易形成漩涡。当屋盖正面直接面对风向时,气流会受到堵塞效应的影响,使得屋盖迎风面的风荷载相对较小,此时体型系数约为0.1。当屋盖侧面朝向风向时,气流相对畅通,屋盖表面主要受到风吸力的作用。研究结果可为建筑方案的早期设计提供参考。

某金矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究

某金矿自标高1 385 m以下将由露天开采转为地下开采,拟采用上向进路充填采矿法进行开采,为了避免露天与地下同时开采造成的相互影响,实现矿山生产的平稳过渡,对境界顶柱的合理厚度进行了研究。在相关室内试验的基础上,应用K.B.鲁别涅依特公式、“三带”理论和工程类比法计算出境界顶柱的合理厚度取值范围;采用Flac^(3D)软件对不同境界顶柱厚度进行数值模拟,确定该矿山露天转地下开采境界顶柱的合理厚度。结果表明:矿山原生矿和氧化矿区域进行地下开采时需分别留设20 m和25 m的境界顶柱厚度,此时地下开采对露天边坡的影响最小且采场整体趋于稳定,能满足矿山安全生产的要求。研究结果可为矿山设计提供理论依据。

某博物馆大跨钢空腹夹层板屋盖设计

以湖北省天门市某博物馆的大跨度钢空腹夹层板楼盖为实例设计,介绍了钢空腹夹层板的设计方法和结构布置,基于YJK模型和SAP2000模型分析了实用计算方法和壳单元有限元模型计算结果的变形和受力的差异及其原因,对比研究了传统方管剪力键和新型十字剪力键在空腹夹层板结构中的受力表现。结果表明,本工程中实用方法与壳单元有限元模型计算得到的挠度结果吻合性较好,实用方法难以考虑次弯矩,会导致受压板件的计算应力较壳单元有限元模型明显偏小;剪力键的构造对结构受力有一定影响,新型十字剪力键连接的弦杆应力较方管剪力键略小,应力集中情况在一定条件下更缓和;通过增加部分加劲肋板,可以减小支座端应力。

开放式教学理念下教学楼的竖向空间优化——以南京大学鼓楼校区东南楼为例

在社会科技进步、社会关系变革的同时,高校教学模式也正在快速转型,空间逐步从静止到流动、从封闭到开放转变。在这一背景下,20世纪50年代的高校新校区建设大潮中的既有高校建筑作为20世纪的产物,符合传统的教学需求,但其各自分立和封闭的空间,已无法适应现代开放式教学的模式。教学空间如何满足多样化的人才培养模式,实现空间的适应性、兼容性设计,这正是亟需解决的问题。该文以南京大学鼓楼校区东南楼为例,在充分利用东南楼传统屋架构造层的基础上,实现对三层和屋架层的竖向空间优化研究。同时,围绕医学院的教学功能特点,探索特定学科教学空间设计对促进信息交互、激发创新科研能力的作用。

顶板支护条件下的切顶工程优化研究及应用

以金厂河ZnV3矿体阶段空场嗣后充填采场顶部切顶条柱稳定性为研究对象,通过分析采场在不同阶段应力状态的分布规律,结合顶板破碎围岩锚固支护的现状,为提升条柱的稳定性,采用理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究分析。研究结果表明:切顶联络道两侧交替布置4 m宽凿岩硐室、3 m宽条柱的优化方案,能有效分担应力集中作用对条柱的影响,极大提高了条柱的稳定性;优化方案改变了顶板支护区域,进一步提高了空区后顶板的稳定性。根据研究成果开展了工业试验,验证了优化方案的可行性,对安全生产具有重要意义,可在矿山进行应用。切顶工程的优化,在提高条柱稳定性的情况下,进一步提高了顶板的稳定性,可为类似矿山提供借鉴。

爆破振动对龙首矿露天转地下安全顶柱稳定性影响研究

为了探索爆破振动影响下龙首矿露天转地下开采安全顶柱的稳定性演化规律,结合矿区现状建立了对应的三维数值模型,通过计算获取了安全顶柱最危险截面位置,随后以最上部中段开采为例构建了最危险截面位置的二维数值计算模型。根据爆破参数和等效弹性边界的计算,得到掏槽眼、辅助眼和周边眼传递到开挖轮廓面上的爆破荷载峰值。将爆破荷载等效到开挖面后,开展了针对安全顶柱稳定性的数值计算。结果表明:每段延期爆破都产生了位移和振速峰值,且距离爆破位置最近的安全顶柱内监测点位移最大;以爆破作业位置为中心,振动速度向四周岩体球形扩散。根据爆破振速与岩石损伤判据,安全顶柱总体处于无损伤或轻微损伤状态。此外,最大主应力低于岩体抗拉强度,安全顶柱未形成明显地拉裂破坏塑性区。总体上来说,安全顶柱的设计厚度能够满足露天转地下开采需要。然而与数值模型相比,实际地质条件更为复杂,随着开采继续,仍需观察和监测安全顶柱的变化,从而确保其稳定性。

地下室顶板开洞对高层建筑嵌固效应的影响分析

建筑工程的嵌固端选择直接影响结构的安全、经济等评价指标,规范要求地下室顶板作为上部结构的嵌固端时应避免开设大洞口。实际工程中,由于建筑功能的要求,地下室顶板开洞不可避免。以上海某高层建筑为例,从地下室顶板应力和位移两方面分析开洞对嵌固效应的影响。同时对比分析地下室顶板开洞和不开洞两种情况下的结构振动特性和顶点位移,并对两种模型进行静力弹塑性分析,对比塑性铰的位置、数量和损伤程度,查看是否满足强度嵌固的要求。结果表明:本工程中,地下室顶板开洞后仍能满足其对上部结构的嵌固要求。

深井切眼巷道爆破切顶留巷围岩控制技术研究

预裂爆破切顶留巷技术是现今煤矿开采中实现高效开采的重要手段,切顶效果的好坏直接影响到留巷的安全性和稳定性,而切眼巷道处的围岩情况与控制技术也有其不同点。鉴于此,本文针对朱集西煤矿13402工作面切眼巷道切顶留巷相关问题,从理论分析和数值模拟的角度分析了传统方式留巷和切顶留巷两种技术的差别性,阐明了切顶留巷技术的优越性。根据现场情况,针对性地提出了切眼巷道顶板“锚索补强支护+爆破切顶”,实体煤帮“锚杆索强力支护”、采空区侧“U型钢+挡矸支架护帮+锚杆补强”的围岩控制方案,并且对锚杆索参数、爆破深度和角度、装药结构等参数进行了设计。方案实施后,切眼巷道留巷效果良好,稳定后留巷的顶板下沉量约为225mm,实体煤帮变形量约为150mm,保证了下工作面的安全回采。

明挖车站大跨度无柱弧形顶板模架体系设计及施工技术

郑州机场至许昌市域铁路工程(郑州段)港区北站车站站厅层公共区采用大跨度无柱弧形顶板结构,结构净跨18.3 m,拱高9.0 m,矢高5.05 m。弧形顶板支撑体系设计及施工难度较大,现场施工采用了一种拼装桁架拱模架结构,论文从设计思路、模板支撑设计、模架体系受力验算及模架体系及混凝土施工对此模架支撑体系的设计及施工工艺进行详细介绍。

任楼煤矿大断面切眼成巷及稳定性分析

针对大断面切眼巷道掘进过程中顶板离层严重、表面位移变形量大等难题,以安徽省皖北煤电任楼煤矿72513工作面切眼为研究对象,开展大断面切眼巷道围岩控制技术研究,利用Fl AC3D软件对不同的支护方案进行了数值模拟,通过分析不同支护方案的预应力场分布规律,最终确定锚杆网索联合支护方式,并对支护参数进行优化,且进行现场施工。对巷道变形进行现场监测,结果显示,该支护方案有效的抑制了围岩变形,达到了很好的支护效果。

特厚煤层短壁综放大断面切眼巷道围岩控制研究

以山阴金海洋南阳坡煤矿特厚煤层短壁综放工作面为研究对象,针对跨度达8.7 m的综放大断面切眼支护设计,既要满足有效控制切眼巷道围岩变形,又要尽可能减少支护材料浪费和支护成本偏高的问题,利用数值模拟软件FLAC3D研究了不同支护方案下顶板预应力场分布特征,确定了大跨度切眼的支护形式为锚杆、金属菱形网、锚索+W钢带以及单体支柱等的联合支护形式,通过校核支护参数,支护设计均能够满足要求,最后对围岩变形量进行了现场观测,浅部、深部基点离层值分别为9 mm、12 mm,巷道顶板下沉量约为140 mm,煤壁侧巷道变形量约为105 mm,老塘侧巷道变形量约为98 mm,围岩变形量小,说明大断面切眼巷道得到了有效控制,能够满足安全生产使用要求,为其他类似工程条件的大断面切眼支护问题提供了借鉴。

红岭铅锌矿采场结构参数优化研究

为确定红岭铅锌矿分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法的合理采场结构参数,采用数值模拟的方式对顶板厚度分别为3 m、5 m、7 m和10 m,采场长度分别为20 m、30 m、40 m和60 m的16种工况进行了研究,对比了顶板厚度为3 m情况下各工况的应力、位移和塑性区分布。结果表明:红岭铅锌矿分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法采场顶板厚度3 m,采场长度35 m时,采场稳定性较好。

北京工人体育场大跨度开口单层拱壳钢屋盖卸载技术研究

北京工人体育场改造工程中屋盖采用大跨度开口单层拱壳钢结构,安装高度很高,需要设置临时支撑。结构安装完成后需对下部布置的压力环桁架安装支撑结构进行整体卸载。为确保整个结构卸载后,平稳地从支撑状态向结构自身承受荷载的状态过渡,采取分区分级对称卸载方法,制定了临时支撑的卸载方案,通过MIDAS Gen软件对卸载过程中钢屋盖结构和支撑等的变形和受力情况进行了计算,并对卸载过程中内环梁上的变形进行了监测。结果表明:临时支撑卸载方案可行,结构、支撑等在卸载过程中的变形和受力都满足规范要求。实际监测数据与数值模拟结果差距较小,说明结构整体施工质量控制较好,也证明了施工模拟分析的准确性。

富水泥化顶板条件下开切眼围岩控制技术研究

基于富水泥化顶板大断面巷道掘进、支护困难的问题,以申家庄煤业N11511综采工作面开切眼为例,研究了富水泥化大断面开切眼掘进支护技术,结合现场实际地质条件研究确定了大断面开切眼支护所需锚杆和锚索长度、直径以及间排距等参数,优化工作面顺槽前期顶板注浆加固、切眼一次贯通、二次扩巷等工序。结果表明,注浆区域采用锚梁悬吊替换单体柱,节省占用空间,为搬家创造条件,二次扩巷提前打设中柱,有效防止围压增大,做到了有效管控,为类似地质条件下的大断面巷道掘进与支护以及后续综合利用提供借鉴。

露天转地下开采护顶矿柱尺寸优化研究

对于露天转地下的开采工程,护顶矿柱是矿山地下开采浅部转深部的关键衔接部分,护顶矿柱的厚度不仅关系着地下开采的安全性,同时也影响矿山的经济效益,其尺寸的合理性对工程稳定性及深部开采安全极其重要。某铁矿为大型深凹露天矿,露天开采结束后将转入地下开采,本文采用FLAC^(3D)软件,结合铁矿工程地质条件、开采工艺方案等建立三维数值模型,对不同厚度时护顶矿柱的稳定性进行模拟分析。结果表明,护顶矿柱的设置确实能够有效控制围岩变形和空区破坏,保证空区下矿体回采的安全进行,确定了最佳护顶矿柱厚度。对类似矿山资源回收及安全生产具有一定的参考和借鉴意义。

特厚煤层8.8 m超大采高综采面切眼放顶技术

上湾煤矿特厚煤层8.8 m超大采高12403综采面顶板不易自然垮落,在工作面初采阶段,易导致顶板初次垮落步距较大,在顶板大面积瞬间垮落时会产生强烈的强矿压和飓风现象,从而导致人员伤亡及设备损坏等。为了保证工作面初采阶段的安全生产工作,上湾煤矿通过引进井下定向长钻孔水力压裂工艺技术对切眼顶板进行预裂,同时配合切眼三角区强放技术,对特厚煤层8.8 m超大采高综采面切眼进行了初采放顶工作。实践表明:通过在上湾煤矿12403工作面进行煤层顶板定向长钻孔分段水力压裂工程施工,有效降低了顶板强度,缩小了初次放顶步距,为矿井安全高效回采提供技术保障,同时为大采高工作面初次放顶提供了治理经验。

复合顶板工作面开切眼支护技术研究

本文以寺河矿5317切眼巷道为背景,介绍了工作面基本情况,详细阐述了切眼的支护参数,并通过现场实践,证明采用树脂加长锚固锚杆组合支护并进行锚索补强的支护方式,能有效解决大断面开切眼巷道围岩控制问题。

泥岩顶板大断面开切眼支护技术优化实践

为减少城郊煤矿二2煤层开切眼围岩的变形,保证设备的正常安装,开展了原切巷支护方案的优化研究。研究表明,二2煤层及直接顶板强度低以及开切眼的跨度大、部分区域顶板淋水是造成支护效果不理想的主要原因。采用FLAC3D数值模拟对不同支护方案下的巷道塑性区深度进行了定性分析,确定了锚索长度为10 m,顶锚杆数量为10根/排,长度为2500 mm。现场应用表明,采用优化后的支护方案,巷道变形时间短,最大顶板下沉为43 mm,两帮移近量为21 mm。

杭州“星创城”商业综合体结构设计要点与分析

杭州“星创城”商业综合体建筑高度30.8m、长300m,为大型复杂高层钢筋混凝土框架结构。为了实现结构预定的设计性能目标,首先从概念上通过设缝解决复杂结构的平立面规则性问题,再运用YJK和MIDAS Gen对主体结构进行了多遇地震弹性计算及时程分析、设防烈度地震性能设计以及罕遇地震弹塑性时程分析,此外,对开大洞楼板进行了中震计算,对超长楼板温度应力进行了补充计算,最后对下穿地铁线的地下室抗压、抗浮以及通过桩基与天然基础协同工作来减小变形差的问题进行了计算分析。通过上述几个步骤的计算分析并对关键构件及重要部位采取了加强结构外圈刚度、大悬挑梁根部设置构造性型钢、楼板应力集中处进行加强及底板预留后注浆孔等有针对性的加强措施,本结构达到了预定的设计性能目标。