Cable-truss supporting system for gob-side entry driving in deep mine and its application

In order to solve the large deformation controlling problem for surrounding rock of gob-side entry driving under common cable anchor support in deep mine, site survey, physical modeling experiment, numerical simulation and field measurement were synthetically used to analyze the deformation and failure characteristics of surrounding rock. Besides, applicability analysis, prestress field distribution characteristics of surrounding rock and the control effect on large deformation of surrounding rock were also further studied for the gob-side entry driving in deep mine using the cable-truss supporting system. The results show that, first, compared with no support and traditional bolt anchor support, roof cable-truss system can effectively restrain the initiation and propagation of tensile cracks in the roof surrounding rock and arc shear cracks in the two sides, moreover, the broken development of surrounding rock, roof separation and extrusion deformation between the two sides of the roadway are all controlled; second, a prestressed belt of trapezoidal shape is generated in the surrounding rock by the cable-truss supporting system, and the prestress field range is wide. Especially, the prestress concentration belt in the shallow surrounding rock can greatly improve the anchoring strength and deformation resisting capability of the rock stratum;third, an optimized support system of ‘‘roof and side anchor net beam, roof cable-truss supporting system and anchor cable of the narrow coal pillar" was put forward, and the support optimization design and field industrial test were conducted for the gob-side entry driving of the working face 5302 in Tangkou Mine, from which a good supporting effect was obtained.

十八辊单机架轧机振动纹缺陷分析及应用

十八辊单机架轧机投产后出现振动纹缺陷,检查轧机液压缸、传动轴联轴器、电控系统、轧辊磨削工艺等方面,发现液压缸振动,存在压下控制速度过快、磁尺底座开焊、轧辊磨削工艺不合理等问题,通过更换压下液压缸、规范传动装置检查制度、调整轧机压下速度控制增益、增加自动震荡检测功能、优化轧辊磨削工艺等措施,该机轧后带钢的振动纹缺陷减少了91%,缺陷降级品≤0.01%。

四边固支板在均布荷载作用下的剪力分布规律

沉箱底板抗剪往往需要控制底板厚度,而现有剪力分布规律研究较少,针对此问题采用有限元方法进行不同组合工况的计算,研究四边固支板在均布荷载作用下,板边最大剪力分布以及最大剪力随板厚、边长、长宽比的变化关系,得出最大剪力与平均剪力之比的一般规律。研究结果表明:板边剪力分布呈类抛物线形,板边最大剪力值小于弹性薄板理论计算的最大剪力值;相同尺度和荷载情况下,矩形板厚度增大其板边最大剪力值将有所减小;矩形板尺度增大,板边最大剪力值将迅速增大且最大剪力与平均剪力之比也有所增大;对于常用沉箱纵横隔墙间距和底板厚度,板边最大剪力与平均剪力之比通常为1.3~1.6。总结剪力分布与仓格尺度的关系,旨在为类似工程设计提供参考。

扣件钢管单面支撑体系设计与施工

随着我国城市建设土地减少,新建筑大多数都紧贴用地红线而建,而且很多新建筑地下室外墙厚度越来越厚,常规双面支模无法施工,因此越来越多的地下室外墙采用内侧单面支模的方法施工。虽然扣件钢管排架斜撑在单面支模施工中有一定的应用,但相关设计计算与施工经验不足。细致剖析单侧支模支撑形式多种类型及其特点,针对某具体工程的地下室外墙单侧支模工程,创新性地引入了一种优化后的扣件排架斜撑搭设策略。通过对该单侧支撑体系的研究,构建了精细的有限元模型,并进行了深入的应力、变形及稳定性评估,可为类似单侧支模支撑体系的设计与施工提供参考。

供给侧改革背景下金融支持辽宁制造业转型升级研究

推动制造业转型升级是深化供给侧结构性改革的重要途径,是振兴实体经济、推进产业转型发展的战略举措。金融业对制造业转型升级具有核心支持作用,辽宁作为传统制造业改造提升的领军地区,推动制造业转型升级迫在眉睫。辽宁制造业的转型升级取得了显著成绩,这离不开金融业的大力支持,但还存在一定的问题,需要从资本市场、银行信贷、期货市场、金融生态环境、财税优惠等方面入手,完善相关措施,加大金融对制造业转型升级的支持力度。

厚煤层柔模混凝土墙沿空巷道支护技术研究

柔模混凝土墙沿空留巷技术作为无煤柱开采的一种,现已被应用于我国神东矿区多个煤矿。为解决在留巷复用过程中沿空巷道围岩结构稳定性差、变形剧烈、支护难度大的难题,以大柳塔煤矿52605柔模混凝土墙沿空留巷工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究了柔模混凝土墙沿空巷道的围岩变形特征,建立柔模混凝土墙沿空巷道围岩结构力学模型,得到从巷道掘进阶段至巷道复用阶段沿空巷道全生命使用周期的应力演化规律,并根据巷道不同的使用阶段提出了对应的支护方案。研究结果表明:上覆岩层作用力直接作用在直接顶与混凝土墙岩层接触位置,有利于侧向支承压力传递,巷道围岩变形较大;二次采动超前支承压力导致留巷段前方顶板发生塑性破坏,塑性破坏与底板塑性区联通,将加剧煤壁侧的破坏;现场工程实践表明对沿空巷道进行合理分时分区支护,可改善应力环境,有效控制围岩变形。

综采面沿空巷道超前动压区煤柱失稳效应与锚注加固技术

为探究综采面沿空巷道超前动压区煤柱对巷道围岩整体稳定的影响规律,综合采用数值模拟、工程应用等方法,建立沿空巷道超前巷道数值分析模型,研究综采面回采期间不同煤柱宽度下沿空巷道围岩力学和变形响应特征。研究结果表明:护巷煤柱宽度小于5 m时,工作面帮为采动应力主要承载结构,其内部应力及变形均大于煤柱帮,此时工作面帮应作为超前动压区重点加固对象,随着护巷煤柱宽度增加,煤柱承载应力逐渐增加、变形增大,护巷煤柱宽度增加至5 m以上时,煤柱承载应力显著增加,采动应力由沿空巷道两帮围岩共同承载,超前动压区应同时加强两帮支护,基于此开发超前动压区沿空巷道锚注加固技术,并进行工程应用。研究结果可为平顶山矿区类似条件沿空巷道超前控制提供一定参考。

贵州沿空留巷支护技术的分析与改进

针对贵州某煤矿沿空留巷在原有支护条件下,靠上帮一侧顶板以及下帮底角的岩层变形破坏较严重的情况,对巷道支护方式进行改进。利用数值模拟软件,对改进支护后的巷道围岩变形破坏情况进行分析。研究发现:改进支护后的巷道围岩变形破坏情况得到明显改善,改进后的支护方式能够较好地阻滞巷道上帮一侧顶板和下帮底角的岩层严重变形破坏,从而保持巷道围岩的完整性和稳定性,研究可为类似条件矿井沿空留巷的支护方式提供参考。

BFRP锚杆在岩土锚固中的研究现状与展望

随着新型纤维增强聚合物材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)的飞速兴起,轻质高强且具有优异耐腐蚀性能的玄武岩增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer, BFRP)锚杆逐渐被应用于岩土工程以及锚杆加固的工程实践当中。基于BFRP锚杆的研究成果,阐述了BFRP锚杆的工作原理、锚固性能,总结了BFRP锚杆的力学性能试验和数值模拟研究进展,说明了在工程应用中使用BFRP锚杆取代传统钢筋锚杆的可行性与先进性,并对BFRP锚杆研究领域存在的不足进行了分析,为BFRP锚杆在岩土锚固领域的未来研究方向提出了合理化建议。

基于力学模型构建的留巷切顶高度确定与围岩控制技术

以顺和煤矿2401运输巷道沿空留巷为工程背景,分析巷道围岩结构特征,基于巷道局部空间结构稳定性,分别构建了沿空留巷未切顶与切顶力学结构模型,并以巷道不同切顶高度进行物理相似模拟试验。结果表明:巷旁采空区切落的矸石增加对关键块的支撑力,同时弱化关键块对直接顶悬壁端部挤压,巷旁支护阻力减少35.78%;随着切顶高度增加,巷道顶板采空区侧端部悬臂由F型缓慢过渡到大I型,同时大保护结构具有向上平移趋势,相比于未切顶1巷,4 cm切顶2巷、8 cm切顶3巷与16 cm切顶4巷叠加应力峰值分别下降9.38%,28.13%,25.00%。结合巷道顶板岩性,最终确定切顶高度为8.2 m,留巷段采用三列单体液压支柱作巷旁支护,长短锚索超前补强,巷道围岩稳定,较好满足使用要求。

深部极松软围岩沿空巷道稳定性控制及应用

针对深部高应力作用下极松软围岩变形量大、破碎程度高、巷道难支护等问题,以丁集煤矿1232(3)沿空巷道为工程背景,采用数值模拟、现场监测和井下试验相结合的方法,对深部高应力极松软围岩沿空巷道破坏特征及阶段性控制原理和技术进行研究。结果表明:随着距巷道迎头距离的不断增大,巷道两帮应力的不对称性逐渐增大,实体煤侧应力峰值为37.18 MPa大于煤柱侧35.21 MPa,1242(3)终采线50 m范围内存在应力集中,最大达33 MPa,巷道围岩塑性区发育程度为煤柱帮大于实体煤帮大于顶底板;从巷道掘进过程中所经历的复杂围岩变化过程,将全巷道划分为5种典型的围岩变化阶段来分析围岩变形破坏特征和破坏机理,揭示了在高应力作用下深部软岩沿空巷道围岩变形量大,在空间上呈现出明显的区域性和非对称性的特征;基于巷道初步设计方案和围岩变形破坏特征,及时有效的调整支护方案,对巷道进行分段式、非对称、区域化综合治理,形成深部软岩巷道围岩控制长效机制,为同类型深部软岩巷道地压治理提供了理论和技术支撑。

桩锚支护越冬基坑抗冻胀性能分析

为解决桩锚支护基坑的越冬问题,对该类基坑负温状态下的抗冻胀性能进行研究。可为实际工程中越冬基坑的桩锚支护设计提供参考依据。考虑锚杆的预应力、层数、间距及锚固长度等因素,运用FLCA^(3D)软件在负温状态下对桩锚支护基坑进行数值模拟研究,分析桩侧冻胀力及桩体位移的变化规律。结果表明锚杆预应力对基坑桩体水平位移影响非常显著,随基坑深度增加,桩侧冻胀力呈增-减-增趋势;随锚杆层数增加,桩体水平位移逐渐减小,而桩侧冻胀力逐渐增大;锚杆竖向间距对桩体的水平位移及桩侧冻胀力的影响较小,桩体水平位移越小,桩侧冻胀力越大;桩体水平位移及桩侧冻胀力随锚固长度增加而增大。研究结果可为桩锚支护越冬基坑的设计和应用提供指导和参考。

极近距离煤层采空区下沿空留巷技术研究

为了解决极近距离煤层采空区下多次回采影响的沿空留巷围岩严重变形难题,以山东新查庄矿业有限责任公司(以下简称“新查庄煤矿”)91006综采工作面为工程背景,研究分析了采空区下沿空留巷覆岩顶板结构特征及运动规律,通过建立顶板位态力学结构模型,确定了采空区下沿空留巷巷旁支护阻力计算方法,计算出巷旁支护阻力为3432 kN,提出了“水力压裂超前断顶+巷旁钢管混凝土墩柱高强支护”为主体的巷旁复合支护体系。利用超前断顶卸压技术将巷旁顶板由传递岩梁结构向短悬臂梁结构转变,大大降低巷旁支护阻力,与钢管混凝土墩柱的高强巷旁支护相结合,特别适用于采空区下的沿空留巷工程。通过在新查庄煤矿91006综采工作面试验应用表明,留巷取得了较好的效果,巷道表面整体变形量较小,满足工作面回采期间的要求。

液压支架侧护板生产工艺

为解决液压支架侧护板因制造误差、下料焊接变形等因素引起的安装困难、使用时动作不灵活等问题,对侧护板各生产工序进行了分析研究,对生产过程中常出现的一些问题提供了解决方案,并在此基础上制定了较为详尽的生产工艺,明确了下料切割方法、拼焊方法等,以有效降低制造误差及变形的影响,提高侧护板成品的合格率,更好地为车间生产提供技术指导。

厚煤层沿空留巷“煤-支护体”组合承载结构力学特性分析

针对厚煤层沿空留巷围岩控制难题,以王庄煤矿为工程背景,通过理论分析、数值模拟的研究手段,阐述了厚煤层沿空留巷巷旁支护体的失稳机理,提出了“切顶卸压改善留巷围岩应力环境+调节巷旁支护体高度以协调组合承载结构承压—让压能力”的围岩控制对策。研究表明,“煤—支护体”组合承载结构中,随支护体占比的减少,组合体抗压强度呈现出“急降—缓降—急降”的趋势,峰值应变呈现出“平稳—线性增长—平稳”的趋势。结合王庄煤矿数值模拟结果可得,支护体占比为80%时,“煤—支护体”组合承载结构兼具有较好的承压能力与让压能力,避免了基本顶沿留巷煤帮切顶下沉,优化了留巷围岩的应力环境。研究成果可为厚煤层沿空留巷技术提供理论参考。

三软煤层沿空留巷顶板结构模型及合理支护研究

为了揭示三软煤层沿空留巷围岩变形机理,探索适用于三软煤层巷道围岩控制的新技术,通过切顶沿空留巷物理相似模拟实验,研究了不切顶普通支护、切顶高强支护和切顶普通支护3种条件下顶板岩层断裂演化过程,构建了三软煤层切顶留巷顶板结构力学模型,给出了支护阻力计算方法,在韩城矿区象山煤矿进行了现场工业性试验验证。研究表明:切顶技术切断了顶板的应力传递,巷内采用高强支护,使顶板形成稳定的“短悬臂-砌体梁”结构。现场监测结果显示,不切顶普通支护的留巷顶底板平均移近量1000~1200 mm,两帮平均移近量600~700 mm;切顶高强单体支护的留巷顶底板平均移近量200~300 mm,两帮平均移近量200~300 mm;切顶组合式支架支护的留巷顶底板平均移近量50~100 mm,两帮平均移近量100~200 mm。组合式支架高强支护能够较好地控制三软煤层沿空切顶留巷围岩变形,可实现留巷二次复用无返修。

特厚煤层沿空掘巷围岩支卸协同控制技术

针对特厚煤层小煤柱沿空掘巷大范围塑性全煤巷道锚网索的支护难题,以塔山煤矿8204-2小煤柱工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析等方法,揭示了锚杆、锚索对沿空大范围塑性全煤巷道的支护机理。锚杆支护主要作用于浅部二次破碎区煤体,形成浅部连续承载结构;锚索主要作用于深部处于三向受力状态的稳定煤体,形成更大范围的连续稳定承载结构;进一步明确了锚杆、锚索有效长度的计算方法,形成了以高预紧力、高强“锚-网-索”支护为基础,以坚硬顶板井下磨料水射流切顶卸压、巷帮大直径钻孔卸压、底板卸压槽卸压为辅的“支卸协同”小煤柱沿空巷道围岩控制技术体系。工程应用结果表明,试验巷道围岩最大变形量小于700 mm,能够满足使用要求。

窄煤柱沿空掘巷非对称支护力学特征与支护参数研究

为了研究窄煤柱沿空掘巷非对称支护下围岩变形与应力分布特征,采用理论分析方法,研究窄煤柱沿空巷道对称支护与非对称支护力学机理;基于马道头煤矿现场工程实践,采用数值模拟与工程效验方法,研究非对称支护下巷道围岩力学特征与稳定性。理论分析结果表明,非对称支护可有效降低巷道顶板弯矩,减小巷道顶底板与两帮变形量。模拟结果表明,煤柱内部压应力增高区与弹性核区保障了煤柱承载性能。现场实测结果表明,采用“锚索+槽型钢”非对称支护,巷道顶板、窄煤柱侧巷帮与实体煤侧巷帮最大变形量分别为100、79、62 mm,巷道松动圈与裂隙发育处于中等水平。

复采工作面沿空留巷架棚支护技术研究

针对复采工作面沿空留巷巷道顶板和帮部破碎及受多次动压影响的问题,提出了架棚支护的5种形式。针对不同的支护形式,对顶板和帮部的联接部分进行强度计算,提高了支架的整体稳定性和可操作性,为复采工作面沿空留巷巷道支架选型提供了思路。

孤岛工作面沿空掘巷支护技术优化

针对孤岛工作面沿空掘巷围岩稳定性差的问题,以山西岳城矿4315工作面条件为背景,采用钻孔窥视方法分析了43152巷围岩变形机理,通过改进锚索长度、架设单体柱与工字钢棚、注浆加固以及喷浆封闭等方式对巷道支护设计方案进行了优化。根据巷道掘进期间围岩变形情况,变形量均在可控范围内,因此优化后的巷道支护方案能够确保巷道稳定。