矩形巷道围岩应力分布特征

为得出矩形巷道围岩应力分布特征,根据复变函数理论推导得出了矩形巷道围岩应力解析式并采用巷道围岩沿线分布和matlab软件对巷道围岩应力进行仿真分析两种方法对巷道围岩应力分布特征进行分析.以沿水平线φ=0的围岩应力分布规律为例进行巷道围岩沿线应力分布分析,得出了侧压系数对巷道径向应力和环向应力大小影响规律;侧压系数对径向应力和环向应力峰值出现位置影响规律;围岩至巷道右帮距离与径向应力和环向应力变化规律.以侧压系数对围岩应力空间分布影响为例采用matlab软件对巷道围岩应力仿真分析,得得到了巷道围岩应力空间分布图,可比较方便直观的得到巷道围岩任意位置应力分布情况,还得出了不同巷道尺寸及不同侧压下应力集中系数峰值位置均出现在矩形巷道的四角上.研究结果为巷道支护设计提供了理论依据.     

基于改进西原模型巷道围岩流变参数反演分析

当应力达到一定水平时,岩石经过衰减和稳定蠕变过程之后会发生加速蠕变破坏,但是传统西原体模型无法更有效地反映该加速蠕变阶段。为了解决这一问题,引入一个非线性流变元件,并将其串联在西原体模型上,组成一个新的六元件模型,该模型可充分反映岩石蠕变的三个阶段。基于改进的西原体模型本构方程,应用Laplace变换,得到了盾构圆形巷道围岩的径向位移变化规律;根据巷道围岩收敛变形现场实测数据,反演得到了岩石黏弹塑性蠕变参数;由巷道围岩径向位移计算结果和实测数据对比分析表明:两者吻合较好;当t25 d时,巷道围岩处于加速变形阶段,其径向位移变化速率随时间的增长而不断增加,当t 25 d时,巷道围岩进入稳定变形阶段,随时间的推移,其径向围岩位移变化速率逐渐趋于稳定。     

“吕”字形巷道布置的卸压机理分析

利用有限元法分析了综放采场瓦斯巷和回风巷或运输巷采用“吕”字形布置后的卸压机理，得到了上部瓦斯巷宽度对下部回风巷或运输巷卸压效果的定量关系，为改革综放采场巷道布置并提高瓦斯巷抽放效果提供了新的设计思路和可靠依据。     

断陷盆地层滑带的发育特征及矿山开发条件下的再变形分析

层滑带在华北断陷盆地中具有普遍性,是影响地下矿山工程围岩稳定的重要因素之一。本文以鲁西矿区为例,阐述了断陷盆地层滑带的发育特征及其形成机制,进行了开挖、运营条件下层滑带再变形分析,并指出了层滑带发育区巷道设计及维护中应注意的某些问题。     

基于模糊灰色新陈代谢FGM(1,1)模型预测及应用探讨

巷道围岩变形是煤矿开采普遍存在的问题,巷道开挖过程中围岩会出现破裂现象.主要探讨模糊灰色系统的深部巷道围岩变形预测模型及应用,通过分析模糊数学理论、灰色理论,给出模糊灰色系统预测新陈代谢模型.     

井下巷道围岩变形的散斑分析法

通过对散斑计量法原理分析、数学描述及观测实例的论述，证明激光散斑法是研究煤矿地下结构物相似模型变形状态的一种新的无损检测技术，若采用白光作为光源，该项技术可用于二维变形场的实地测试。     

矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征分析

煤矿冲击地压主要发生在巷道中,其主要原因之一是巷道围岩积聚了大量的弹性能。为得出矩形巷道围岩弹性变形能积聚特征,降低巷道支护成本,推导了巷道冲击破坏失稳能量准则,并建立了矩形巷道围岩能量积聚计算模型,理论分析了采深、巷道断面尺寸和煤层厚度对矩形巷道围岩能量积聚影响规律,得出:矩形巷道积聚的弹性能随采深的增加而增大,采深越深,巷道积聚的弹性能增长速率越快。巷道围岩积聚能量随巷道断面尺寸增加而增大。当煤层厚度小于巷道影响范围时,巷道积聚能量随煤层厚度增加而增大。在实际工程中,尽可能减小巷道断面尺寸,尽可能沿顶、底板布置巷道。研究结果为冲击地压巷道布置和降低巷道支护成本提供了理论依据。     

空孔对直眼掏槽参数及爆破效果的影响研究

为解决含空孔直眼掏槽中炮孔间距、炮孔与空孔距离的确定问题,首先,从爆生气体膨胀做功致裂岩体和空孔效应入手,推导了爆生裂纹的长度计算公式,确定了掏槽炮孔间距a和炮孔与空孔距离L的计算公式,得到了大空孔直眼掏槽空孔处片裂区长度公式,确立了应力集中作用下空孔迎爆侧径向裂纹产生的判据;然后,以灰岩(硬岩)和泥岩(软岩)对比分析了不同设计思想下的爆破参数和掏槽效果;最后,结合工程实践验证了理论分析的可靠性。结果表明:不同设计思想下,含空孔直眼掏槽的爆破破岩机理不同,以a为主时,相邻炮孔间裂纹的贯通是形成槽腔的关键,而以L为主且考虑空孔效应时,炮孔与空孔优先贯通形成槽腔。硬、软岩中应力波(动作用)与爆生气体(静作用)对爆生裂纹长度的贡献率约为4∶1和9∶1,空孔效应导致的软岩的片裂区大于硬岩的,爆破参数设计时应重点考虑;而空孔处产生径向裂纹的临界距离均小于炮孔爆生裂纹长度与空孔半径之和,因此不会产生径向裂纹,爆破参数设计时可不予考虑。以上结果说明,不同设计思想对槽腔掏槽爆破参数和槽腔爆破效果影响较大,基于爆生气体致裂的爆生裂纹长度计算模型可为爆破参数设计提供参考。     

准直磨料射流在准直管内流动机理及切割应用研究

分析了准直磨料射流的工作原理、特点及高速多相流体介质在准直管内有阻运动时的磨粒运动方程式。研究表明,准直管管长在０．４ｍ～３ｍ范围内磨粒速度基本保持不变,准直管长度、直径、供料量和磨粒型号等参数之间存在最佳配合关系。本为使用准直磨料射流进行切割和冲蚀的工程应用提供了初步的理论基础。     

基于结构元方法的巷道煤体破碎程度综合评判

针对煤巷掘进或采煤生产过程中,煤体的破碎程度直接影响着巷道的支护方式和采煤工艺.利用结构元方法给出模糊综合评判的结构元表达形式,在此基础上,根据煤层地质构造、煤的硬度、压力参数、采煤方法等因素.对巷道煤体破碎程度进行综合评判.进而较为客观地评价出其破碎类别,从而为巷道支护方案和生产措施的选择提供依据.