顾桥矿深部巷道围岩变形破坏特征及稳定性控制技术

基于顾桥矿深部巷道围岩变形量大、岩移速度快、破裂形态不规则的特点,采用数值模拟和理论分析的方法研究了深部围岩变形破坏的力学机理,得到了围岩塑性区的分布范围和扩展空间,揭示了围岩位移场的变形特征和围岩应力随机产生、连续变化、实时调整及动态发展的演化规律,相应提出了巷道稳定性控制的技术措施,即巷道断面全封闭支护技术、"三锚"组合强化支护技术和锚梁网索耦合让压联合支护技术。通过顾桥矿1114(3)工作面巷道支护的工程实践,有效控制了围岩变形,取得了良好的支护效果。     

考虑岩石破裂后变形特性的巷道围岩特征曲线

给出了岩石破坏后侧向应变与纵向应变之比与围压之间的定量相关关系，并利用霍克－布朗（Ｈｏｃｋ－Ｂｒｏｗｎ）的节理岩体经验强度准则，推导出了考虑岩石破坏后变形特性的巷道围岩特征曲线方程，并给出了一个工程算例。结果表明，理论结果与实测结果比较吻合。     

深部巷道围岩在复合应力场中的稳定性数值模拟分析

选用2D-σ有限元计算软件对深部巷道围岩在复合应力场中的稳定性进行了数值分析,着重讨论深 部巷道围岩的变形特征、塑性区发育特征、围岩就力分布特征和围岩破坏机理,提出了合理的支护对策。     

基于巷道围岩破坏特征的地应力测试结果评价方法

利用数值模拟方法探究了不同地应力状态下巷道围岩的破坏特征,结果表明:巷道轴线与大主应力夹角越小,巷道围岩破坏区越分散;随着夹角的增大,围岩破坏范围逐渐集中,现场表现为围岩破坏具有明显的非对称性。利用数值模拟得到的规律,对淮北矿区海孜煤矿的地应力测试结果进行了分析,结果表明该矿的地应力测试结果是合理的。     

岩石巷道围岩变形的灰色预测

对CM(1,1）模型进行了改进,建立了具有较小原点误差的改进的CM(1,1）模型,并且给出了双向差分模型、GM(1,1）模型与其改进模型对巷道围岩变形预测结果的比较,为灰色系统理论用于巷道开巷初期围岩及支护变形预测的实践进行了新的探讨。     

软岩巷道围岩变形时序预测方法的研究

论述了时间序列分析法并将其引入到软岩巷道围岩变形的预测当中，建立了ARMA（2，1）模型并编制了应用程序，对现场观测数据进行了等时性和平稳性处理，应用逆函数进行了预测分析，得到了令人满意的结果，为软岩巷疲乏支护的设计和维护提供了重要的参考。     

动压巷道变形分析及围岩控制技术

针对受采动影响的巷道变形破坏严重,对动压巷道变形起决定作用的围岩破裂区进行理论分析,得到塑性区和破裂区交界处的径向应力和切向应力公式,作为围岩应力大小的参考依据;同时得到破裂区和塑性区半径公式,作为动压巷道围岩控制方案设计的依据,并结合锚杆支护理论,得到动压巷道围岩控制方案.最终在鹤壁五矿动压巷道工程试验中得到运用,巷道变形得到明显控制,说明锚杆加锚索加喷射混凝土的控制方案合理有效.     

上下采空区巷道围岩力学特征及支护技术

潘三矿西翼-810m皮带机大巷(西二~西三段)受上下采空区的影响,其所处的工程条件复杂,巷道支护困难。对此,建立理论模型,对巷道围岩力学状态进行分析,得出围岩应力和损伤破裂半径的表达式。分析了在上下采空区的影响下,岩体卸压扰动和强度劣化对塑性损伤区及松动破裂区半径的影响。提出了锚网+锚索桁架+喷浆+注浆锚索注浆的复合支护技术,为上下采空区影响下的巷道提供一些支护指导。     

巷道围岩卸荷破坏裂隙发展模型试验研究

为了深入研究巷道围岩卸荷破坏裂隙发展规律,针对试验考察巷道突然开挖卸荷后周边围岩裂纹的扩展状况,自行设计巷道卸荷试验装置和试验方法,采用有机玻璃板模拟围岩,中心挖去缺口部分代表巷道,遵循试验模拟的相似模型准则来设计试验,并采用高速摄影方法对模型裂缝的发展进行拍摄.试验结果表明:围岩中的弱面不但是加载过程中最容易破坏的位置,也是卸荷破坏过程中强度最薄弱的位置;裂纹的扩展方向与主要卸荷方向垂直,属于拉伸破坏类型;卸荷后在巷道的角部产生了拉应力集中.     

巷道围岩控制的波动性平衡理论

运用岩石力学的基本理论分析了巷道围岩的变形、强度特性以及支护力作用下围岩各变形区的应力分布特征,首次提出了涵盖巷道围岩-支护相互作用全过程的波动性平衡理论,为巷道围岩尤其是具有较大松动变形区的巷道围岩控制提供了理论依据。     

Experimental study on stability control technology of surrounding rock of deep roadways in coal mine

In order to solve effectively the problems of deep mining with safety and high efficiency, the multi- pie factors influencing the stability of deep rock roadway and technical problems are analyzed in the light of the severe situation of effective mining for deep coal resource, and the stability control methods for deep rock road- way are provided, which are based on the idea of combined support with separated steps and integral control of surrounding rock of deep rock roadway. The suggested methods were applied to a deep rock roadway with -648 m depth in Gubei coal mine of Huainan area. The field test was carried out and the in-situ monitoring was imple- mented, and the support scheme was optimized and adjusted to improve the stability of the surrounding rock of the roadway based on the feedback analysis. The results showed that the stability can be improved greatly by the provided control methods tbr deep roadway. The present methods lbr stability control of deep rock roadway can be used to other deep rock roadways with the similar conditions.     

某突出矿煤岩非Darcy流渗流稳定性实验研究

为了获得煤岩非Darcy流渗透特性,利用MTS-02型岩石力学试验系统采用全程位移控制对煤与瓦斯突出矿煤样进行了全应力应变过程数控瞬态渗透法试验。计算出煤样破坏过程中不同应变下非Darcy流渗透率、非Darcy流β因子、加速度系数及渗流稳定性指数,并给出发生渗流失稳所需的压力梯度。研究表明:该突出矿煤样的渗流稳定性指数χ的负值较多出现在峰值应力后并且其发生渗流失稳所需的压力梯度较大。     

团柏煤矿底板奥灰水赋存特征研究

团柏煤矿受到顶板K2含水层和底板O2奥灰岩溶水的影响,对矿井安全生产具有一定的威胁。论文分析了底板奥灰水赋存规律,建立了底板含水层突水涌水量预测模型,并利用该模型对团柏煤矿底板奥灰水突水量进行了预测。研究结果对矿井开采设计与矿井防治水工作具有重要的指导意义。     

王洼矿区软岩回采巷道破坏机理分析

在现场调查的基础上,对巷道的表面变形和深部围岩变形规律进行了监测,分析了王洼矿区软岩回采巷道围岩变形与破坏机理。监测表明:煤层开采深度较大,围岩变形情况复杂,因现有的锚网支护条件下围岩不能保持平衡,难进入稳定状态,满足不了该条件下的围岩变形,采用锚棚联合支护后最终进入稳定。原支护主要是没有考虑到软岩全煤巷道裂隙发育,锚固长度对锚固支护的有效性差的特点,采用锚棚联合支护或加长锚固能够有效控制巷道的变形和破坏。     

变氧浓度条件下崔家寨矿煤自燃特性的实验研究

针对崔家寨矿1#和6#煤层存在严重的自然发火隐患,试验研究了煤样的低温自燃特性.首先试验研究了自燃过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律;通过设定不同氧气浓度研究了自燃产物与初始氧气浓度的关系.结果表明温度是影响自燃的重要因素,温度越高,自燃越剧烈;自燃氧化产物随初始氧气浓度增加而增多,在13%～17%浓度达到峰值,之后开始下降.通过煤自然发火标志气体产生规律研究及其临界值确定,为现场制定自燃防治方法提供了依据.     

露天煤矿废弃地复垦技术及案例研究

露天煤矿开采引起土壤理化性质、肥力状况和生物学特性的破坏,生态系统的剧烈扰动造成了土壤的生态功能退化和生产性能下降。文中在介绍露天采煤引致的土壤生态退化因素的基础上,阐述了煤矿废弃地复垦与生态重建中的土壤重构、肥力管理及微生物区系的调控等技术等相关领域所取得的主要研究进展。最后以平朔露天矿为例进行了土壤生态恢复的案例分析,以期为我国露天煤矿废弃地的复垦与生态重建提供参考。     

辛置煤矿10409工作面底板破坏特征

根据辛置煤矿底板下三带的现场测试成果,分析了开采煤层底板破坏带厚度、阻水性变化以及破坏带时空特征,提出了评价带压开采的最小临界突水系数,为辛置煤矿带压开采评价提供了符合实际的评价依据,成果可为其它矿井借鉴采用。     

察哈素煤矿31303工作面煤矿破碎煤柱高温区域治理实践

察哈素煤矿31303工作面回采期间,受相邻工作面开采矿山压力的影响,辅助回风顺槽煤柱变形破碎、产生漏风,辅助回风顺槽煤柱出现高温氧化现象。根据现场自然发火隐患情况,加强了气体及温度变化监测,对辅助回风顺槽隔离煤柱采取了灭火、降温、惰化、漏风通道封闭等措施,消除了火灾隐患。     

海州矿排水坑矿井水资源化实验研究

根据海州矿排水坑矿井水的水质特点,通过理论分析和技术比较确定了水处理的工艺流程,工艺流程主要由混凝、沉淀、过滤、电渗析和消毒等处理单元组成,并对重点处理单元的主要影响因素进行了理论分析和实验研究。在混凝阶段通过烧杯搅拌实验确定了最佳混凝剂、混凝剂的最佳投量和最佳pH值。在电渗析阶段采用电压—电流法确定了极限电流,以避免极化沉淀的产生。研究结果表明,经各单元处理的矿井水既可满足矿区生产用水的需求,也可达到生活饮用水的要求。     

华亭煤自燃特征温度的TG/DTG实验

选取华亭煤作为研究对象,通过X射线衍射和不同氧化条件下的热重分析(TG-DTG)实验,分析计算了煤样的微晶结构参数,掌握了煤样结构特征,并运用非等温动态热重法和微商热重分析手段,研究分析了煤氧复合过程,得到了煤样自燃过程中的特征温度.研究表明,华亭煤样热失重和失重速率曲线变化反应了煤氧复合过程中物理吸附、化学吸附和化学反应的不同历程,煤氧复合过程及复合程度可以用特征温度点来表征.