富夹矸近距离煤层合并综放开采合理机采高度研究

针对富夹矸近距离煤层合并综放开采含矸率大、割岩比例高等放煤效果差的问题,以大南湖七矿一分区5+6煤合并综放开采为工程背景,基于地质钻孔柱状对应的地层特征,明晰了不同钻孔柱状、机采高度条件下顶煤采出率、含矸率及割岩比例,确定了5+6煤合并综放开采合理机采高度。结果表明:机采高度为2.0 m时放煤口易堵塞,较大的机采高度对应较高的顶煤冒放性、采出率与割岩总比例,均以机采高度为3.0 m为转折点,采出率增幅呈现先增大后减小趋势,采煤机割岩总比例增幅趋势相反;含矸率随机采高度增大表现出先增大后减小再增大趋势,机采高度为3.0 m时为第一个转折点;大南湖七矿一分区5+6煤合并综放合理机采高度为3.0 m。研究结果可为富夹矸近距离煤层合并综放开采的合理机采高度确定提供理论指导。

不同初始缝高比楔入劈拉试件断裂试验研究

为研究初始缝高比对混凝土断裂性能的影响,设计4组共32个不同初始缝高比的试件进行楔入劈拉试验。测定试件断裂过程中的荷载、裂缝张口位移、混凝土应变等参数的特征值及全过程曲线。以双K断裂理论为基础,计算不同初始缝髙比试件的有效裂缝长度ac、起裂断裂韧度KiniIC和失稳断裂韧度KunIC等断裂参数。试验结果表明:有效裂缝长度ac随缝高比的增大而增大,裂缝亚临界扩展量Δac随缝高比的增大而减小;起裂断裂韧度不受初始缝高比的影响,失稳断裂韧度随缝高比的减少有所增大,当a0/D≥0.5时,为一常数。

基于XFEM的混凝土楔入劈拉断裂过程模拟分析

为研究混凝土的楔入劈拉断裂特性,采用扩展有限元法数值模拟了不同缝高比、不同截面高度的混凝土楔入劈拉试件断裂过程,研究了混凝土楔入劈拉试件裂缝扩展特性和尺寸效应。结果表明,起裂韧度受初始缝高比和试件截面高度的影响较小,但不具有明显的尺寸效应;当缝高比大于0.5或截面高度大于500mm时,失稳韧度才不具有尺寸效应。结果可为混凝土断裂特性研究提供参考。

C40自密实混凝土II型断裂韧度的确定

自密实混凝土的II型断裂韧度是个很重要的材料参数,而对其II型断裂的研究,有助于我们建立复杂裂缝扩展准则并且探索构件断裂失效.为了解自密实混凝土II型断裂破坏过程并确定其II型断裂韧度,本文制备了7组21个不同缝高比以及不同切口方式的试件,利用半对称加载方式对自密实混凝土做了II型断裂实验,并利用ABAQUS有限元建模,模拟计算了各个试件的II型断裂韧度.实验结果表明,自密实混凝土比普通混凝土粒径小,断裂脆性大,多是沿韧带剪切破坏,自由端剪切崩落.实验与模拟计算的II型断裂韧度一致,其大小为1.95MPa√m.由于骨料粒径小,K_(Ⅱc)的值比普通混凝土稍低一些,并且其值与材料强度呈正相关,与试件宽度呈负相关,半边对称加载的实验方式可以准确反映自密实混凝土的II型断裂韧度.单边切口与双边切口试件断裂韧度值相差不大,切口方式对K;影响很小,且初始缝高比对断裂韧度无影响.

单向纤维增强复合材料板Ⅰ型裂纹尖端应力场的有限元分析

应用ABAQUS有限元软件,对单向纤维增强复合材料板Ⅰ型裂纹进行分析,计算了当裂纹与材料纤维方向的夹角分别为0°、30°、60°、90°时裂纹尖端应力场,利用切向比正应力准则预测了裂纹的扩展方向,分析影响裂纹扩展的因素。结果表明:裂尖附近应力集中现象明显,应力随着裂尖距离增大迅速减小;裂尖处最大Mises应力和最大切向比正应力所在方位均为纤维方向,裂纹沿着纤维方向扩展;裂纹与纤维的夹角越小或缝高比越大裂纹越容易扩展。

厚煤层综放开采技术、采场矿压与支承压力分布规律研究

综放开采技术是煤矿企业实现高产高效的煤炭生产工艺。只有掌握和解决好综放开采过程中面临的一些关键技术和主要环节,包括:综放采场矿山压力,煤层顶板条件和结构,顶煤介质属性的变化、工作面煤体内支承压力分布规律、顶煤运移和破坏规律,顶板管理,架型选择,煤层的采高比等控制技术,才能确保煤炭生产企业的安全生产,从而有效提高综放开采的煤炭回采率。

初始缝高比对粉煤灰基地聚合物混凝土断裂性能的影响

为研究初始缝高比对地聚合物混凝土断裂性能的影响,设计4组不同初始缝高比(0.2、0.3、0.4与0.5)的粉煤灰基地聚合物混凝土(FAGC)进行三点弯曲试验,并运用双K断裂理论计算试件的断裂参数。结果表明:初始缝高比不改变FAGC的断裂过程,均包括线性变形、稳定扩展与失稳扩展三阶段。增大初始缝高比,FAGC的峰值荷载、断裂韧度与断裂能均呈现减小趋势,表明FAGC的承压能力与抵抗裂纹扩展能力降低。增大初始缝高比导致FAGC有效裂缝长度增大,意味着地聚合物混凝土的韧性越好。

西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征研究

浅埋深、厚煤层、窄煤柱是我国西部浅埋煤层的典型赋存特征。为考察温度、水、尺度对西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征的影响规律,分别对饱水及饱水风干、25~250℃之间4种温度水平及3种不同高径比煤样进行室内单轴压缩试验。试验结果表明：1）从自然状态-饱水-饱水后风干,煤样峰值强度和弹性模量急剧降低,而峰值应变逐渐增大,煤样破坏程度愈渐剧烈,冲击倾向特征减弱;2）随着温度的升高,煤样峰值强度、峰值应变和弹性模量均呈现先增大后减小的趋势,在100℃出现临界点,此时煤样在加载过程中崩溅剧烈,冲击倾向性加剧;温度继续升高至250℃,煤样承载力及冲击倾向性逐渐弱化;3）随着高径比的增加,煤样峰值强度、峰值应变及弹性模量均呈现衰减趋势,煤样变形及破坏程度减弱,而冲击倾向特征增强。