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  • 【期刊】 浅埋煤层弱胶结顶板破断规律数值模拟研究

    刊名:山东科技大学学报:自然科学版 作者:张洪彬 田成林 孙赑 宁建国 关键词:浅埋煤层 弱胶结 顶板破断 数值模拟 机构:山东科技大学矿业与安全工程学院 ; 山东科技大学矿业与安全工程学院 年份:2015
    摘要:结合高家梁煤矿工作面开采条件及岩石力学性能,利用UDEC数值模拟软件,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、冒落情况进行了数值模拟,得到浅埋煤层不同开采阶段上覆弱胶结顶板的破断及运动规律。研究表明:浅埋弱胶结顶板在初次来压期间经历直接顶垮落、形成"类基本顶"、基本顶断裂三个阶段。
  • 【期刊】 浅埋煤层弱胶结顶板破断规律数值模拟研究

    刊名:山东科技大学学报:自然科学版 作者:张洪彬 田成林 孙赑 宁建国 关键词:浅埋煤层 弱胶结 顶板破断 数值模拟 机构:山东科技大学矿业与安全工程学院 ; 山东科技大学矿业与安全工程学院 年份:2015
    摘要:结合高家梁煤矿工作面开采条件及岩石力学性能,利用UDEC数值模拟软件,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、冒落情况进行了数值模拟,得到浅埋煤层不同开采阶段上覆弱胶结顶板的破断及运动规律。研究表明:浅埋弱胶结顶板在初次来压期间经历直接顶垮落、形成"类基本顶"、基本顶断裂三个阶段。
  • 【期刊】 浅埋煤层工作面弱胶结顶板破断结构模型研究

    刊名:采矿与安全工程学报 作者:宁建国 ; 刘学生 ; 谭云亮 ; 张明 ; 张立生 关键词:弱胶结顶板 ; 浅埋煤层 ; 类基本顶 ; 破断结构 机构:山东科技大学矿业与安全工程学院 ; 山东科技大学矿业与安全工程学院 ; 山东能源集团新汶矿业集团有限责任公司 ; 鄂尔多斯市昊华精煤能源公司 年份:2014
    摘要:通过对鄂尔多斯盆地矿井2-2煤层综采工作面支架循环末阻力增长规律分析,建立浅埋煤层工作面弱胶结顶板破断结构模型,推导了工作面顶板不同运动阶段综采支架支护强度计算公式,并与现场观测结果进行对比。研究发现浅埋煤层弱胶结顶板中存在着由若干小断块岩块挤压构成的"岩块挤压岩梁",这部分岩层可称为"类基本顶",其不仅能够传递水平力,而且可起到减缓上覆岩层对支架的冲击作用;在浅埋煤层工作面开采期间,弱胶结顶板破断运动过程可分为3个阶段:阶段I,直接顶垮落,上方砂质泥岩断裂、挤压、离层;阶段II,类基本顶"岩块挤压岩梁"结构形成阶段;阶段III,基本顶冲击沉降阶段;随着工作面推进,液压支架循环末阻力增长过程也呈现工作阻力初次升高段、缓慢升高段和显著升高段3个阶段。研究可为鄂尔多斯盆地浅埋煤层工作面顶板控制设计、支架选型等提供借鉴和参考。
  • 【期刊】 弱胶结富水顶板巷道围岩控制技术研究

    刊名:煤炭科学技术 作者:王襄禹 ; 张宏伟 ; 李国栋 关键词:西部矿区 ; 弱胶结富水巷 ; 围岩控制 ; 注浆堵水 机构:[1]中国矿业大学矿业工程学院 ; [1]中国矿业大学矿业工程学院 ; [2]山西新元煤炭有限责任公司 年份:2018
    摘要:为解决西部矿区弱胶结富水巷顶板围岩胶结性差、强度较低,在顶板含水层的影响下围岩强度进一步弱化,导致巷道支护困难的问题,以大南湖矿111801工作面运输巷为工程背景,综合采用实验室试验、数值模拟以及现场实测等方法,开展富水条件下弱胶结顶板围岩控制技术研究。研究发现,弱胶结岩体含有大量吸水性、膨胀性黏土矿物,内部存在众多的孔洞、裂隙,在水作用下易泥化、崩解、风化,导致岩体强度弱化;顶板含水层是引起弱胶结富水顶板巷道变形破坏的关键因素。工程实践表明采用弱胶结富水巷道锚索注浆合理保水+淋水量大且利于疏水的巷道低处集中布置疏水孔有控疏水+高性能高可靠度锚杆锚索支护相结合的综合控制技术,围岩变形量较小,保证了矿井的安全生产。
  • 【论文】 大南湖矿弱胶结富水顶板巷道围岩控制技术研究

    作者:李思超 关键词:弱胶结岩层 ; 富水顶板 ; 强度弱化 ; 锚固结构 ; 分段控制技术 机构:中国矿业大学 ; 中国矿业大学 年份:2016
    摘要:哈密大南湖矿具有西部矿区的典型特征,巷道顶底板多为弱胶结岩层,围岩胶结性差、强度较低,在顶板含水层的影响下围岩强度进一步弱化,导致巷道支护困难,影响矿井安全高效开采。因此,本文结合大南湖矿生产实际,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟以及现场实测等方法,开展弱胶结富水顶板巷道围岩控制技术研究,取得如下研究成果:(1)通过现场观测和实验室试验得到了富水顶板含水层层位特征和水作用下弱胶结岩体物理力学性质变化规律。弱胶结岩体含有大量吸水性、膨胀性粘土矿物,内部存在众多的孔洞、裂隙,在水作用下易泥化、崩解、风化,导致岩体强度弱化,单轴抗压强度、内聚力、内摩擦角等参数随岩体含水量的增加逐渐衰减,建立了岩体力学参数与含水量间的函数关系。(2)研究得到了水作用下巷道围岩稳定性变化规律,确定了顶板含水层是引起弱胶结富水顶板巷道变形破坏的关键因素。顶板岩层含水量的增加导致巷道变形加剧,塑性区向围岩深部扩展,浅部围岩承载能力降低,两帮应力集中区范围扩大。(3)分析了围岩不同含水状态下支护应力场分布特征、围岩有效压应力作用范围和锚杆轴力变化规律,揭示了顶板水对锚固结构可靠性的弱化作用。围岩含水量的增加不利于预紧力的扩散,导致锚杆支护在围岩中产生的压应力作用范围减小、作用强度降低,影响锚固结构的整体性能,弱化锚杆支护强度;通过现场实测得到了水作用下锚杆(索)锚固性能随时间的衰减规律。(4)根据巷道顶板含水层特征对巷道进行分类,针对巷道的不同特征确定了相应的支护形式和支护参数,并采用必要的疏水与堵水措施减少水对顶板岩层的弱化,形成了弱胶结富水顶板巷道围岩分段控制技术。研究成果在大南湖矿111801运输顺槽成功应用,取得了良好的技术经济效果。
  • 【专利】 一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水方法

    作者:杨晓成 ; 马忠跃 ; 王海凤 年份:2018
    摘要:一种弱胶结富水顶板锚索孔注浆堵水方法,目的是解决弱胶结富水顶板锚索孔淋水支护问题并防锚索生锈;本发明方法是将窥视仪探头插入已钻孔中,综合确定所需要实心索体的长度和直径;巷道掘出后立即喷射混凝土封闭巷道,打锚杆挂网后再进行二次喷射混凝土;利用锚索钻机在巷道顶板垂直于巷道顶板表面方向上进行锚索钻孔;将实心索体装入打好的锚索孔,并通过锚索端头的锚固药卷与坚硬围岩充分锚固;依次安装刚性圆管、遇浆膨胀式止浆塞、注浆托盘及锁具,封好孔口;将张拉机具装在实心索体外露段张拉预紧;对位于锚固段和止浆塞之间的锚索孔注浆段进行注浆,阻止顶板含水层的水通过锚索孔渗透至顶板煤岩,从而起到防水堵水的作用。
  • 【期刊】 再生顶板弱胶结岩梁破坏机理的数值模拟

    刊名:煤矿安全 作者:宋学峰 ; 马文强 ; 王同旭 ; 蒋子龙 ; 张恒 关键词:再生顶板 ; 弱胶结岩梁 ; 块体尺寸 ; 稳定性 ; 破坏机理 ; 数值模拟 机构:山东科技大学 ; 山东科技大学 年份:2017
    摘要:为研究复采时再生顶板结构中弱胶结岩梁的破坏机理,以复采再生顶板结构模型为基础,采用离散元数值软件3DEC构建了弱胶结岩梁的数值模型,模拟分析了再生顶板弱胶结压实带内岩梁的失稳过程.结果表明:弱胶结岩梁失稳前一般先形成块体三铰拱结构,随着块体三铰拱铰点处塑性变形的增大,三铰拱稳定性逐渐降低,岩块胶结面出现开裂、滑移,从而导致整层岩梁的失稳垮落;组成岩梁的岩块跨距越小,顶板稳定性越低;岩梁悬露的岩块数量大于2且为偶数时,节理面只在3个铰点处发生开裂,两边界铰点呈“V”字形,而中间铰点呈“倒V”形.
  • 【期刊】 弱胶结全煤巷道围岩稳定性研究

    刊名:煤炭与化工 作者:李向利 关键词:弱胶结顶板 ; 煤巷 ; 稳定性分析 年份:2015
    摘要:永定庄煤业3号煤主胶带运输下山巷道属于全煤巷,巷道围岩及煤层顶底板属于典型的软岩。根据围岩特性,在巷道内设定4个观测站,观测巷道顶板、两帮位移变化,结果表明测站处巷道顶帮围岩处于稳定状态,但是巷道底板受到两帮岩柱传下的围岩流变压力以及自身膨胀压力导致底板变形较大,仍在以一定的速率向临空面流动并向上鼓起,且底板岩石岩性受水理作用影响,软化系数小,变形时间效应较强,变形稳定所需时间长,符合软岩变形机理。
  • 【期刊】 弱黏结复合层状顶板冒顶隐患分级方法与应用

    刊名:矿业科学学报 作者:吕坤 ; 高旭 ; 吴峥 ; 朱凡 关键词:层状顶板 ; 顶板稳定性 ; 冒顶隐患分级 ; 分级支护 机构:中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院 ; 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院 年份:2018
    摘要:根据神东矿区的地质条件和工程实际,研究了神东矿区开采煤层巷道弱黏结复合顶板特征,分析了巷道顶板稳定性的影响因素,以层状顶板的稳定跨距为基础,确定了稳定岩层的判别方法,并以稳定岩层作为分类指标,提出了弱黏结复合层状顶板的冒顶隐患分级方法,将冒顶隐患分成稳定、中等稳定、易垮落和极易垮落。该冒顶隐患分级方法成功应用于补连塔矿,绘制了顶板冒顶隐患预测图,标示了高冒顶风险区域,预测结果与现场实际情况基本吻合。最后根据4种冒顶隐患级别进行分级支护,使巷道维护工作更具有针对性。
  • 【期刊】 胶结充填体-顶板系统稳定性研究

    刊名:岩土力学 作者:谢学斌 ; 李建坤 ; 董宪久 ; 田听雨 关键词:柔性支护 ; 弹性系数 ; 不接顶高度 ; 顶板挠度 ; 应变能 机构:中南大学资源与安全工程学院 ; 中南大学资源与安全工程学院 ; 广西中金岭南矿业有限责任公司 年份:2018
    摘要:在胶结充填采矿法中,胶结充填体弹性系数和其不接顶高度是空区顶板安全的重要影响因素。基于柔性支护原理,把顶板变形分为两个阶段:顶板在覆岩自重应力作用下产生挠曲变形;顶板胶结充填体接触后共同承载顶板覆岩自重应力;并据此分别建立了力学模型。以广西盘龙铅锌矿为工程分析实例,研究在不同胶结充填体弹性系数和不接顶高度条件下顶板挠度的变化规律。结果表明:当胶结充填体弹性系数k≥0.1 GN/m3时,不接顶高度h是影响顶板挠度的主要因素,当胶结充填体弹性系数k较小时,弹性系数k是影响顶板挠度的主要因素;当k≥0.1 GN/m3且h≤300 mm时,胶结充填体能有效控制顶板岩层移动和降低储存在其中的应变能。现场勘探结果与理论计算基本吻合,验证了研究成果的可靠性。
  • 【期刊】 煤巷顶板围岩结构承载能力弱化分析

    刊名:中国安全生产科学技术 作者:周波 ; 袁亮 ; 薛生 关键词:三向承载梁 ; 围岩性质 ; 支护强度 ; 扰动应力 ; 围岩结构 机构:淮南职业技术学院能源工程系 ; 淮南职业技术学院能源工程系 ; 安徽理工大学能源与安全学院 年份:2018
    摘要:为了揭示煤巷顶板围岩承载能力的弱化机理,结合已有的研究成果,建立巷道顶板三向承载梁结构承载弹塑流弱化分析模型,确定三向承载梁结构承载状态的分析方法,提出用围岩塑性区深度、宽度、长度作为评价巷道围岩承载的弱化分析指标,研究围岩性质、支护强度、采动应用等诱导因子对煤巷顶板结构承载能力弱化分析指标的影响规律。研究结果表明:随着围岩强度的提高、支护强度的增加、扰动应力的减小,弱化分析指标呈似线性减小的变化规律,且减幅由大到小排序为塑性区长度Sy,宽度Sx和深度Sz,同时提高围岩强度、支护强度,减小采动作用应力,煤巷顶板弱化分析指标的减小程度显著高于单因子的改善。
  • 【期刊】 拱顶罐的弱顶结构失效分析

    刊名:广州化工 作者:邱水才 ; 张玲艳 ; 李云 关键词:拱顶罐 ; 弱顶结构 ; 失效分析 ; 有限元分析 机构:常州大学怀德学院 ; 常州大学怀德学院 ; 中国石油化工股份有限公司金陵分公司 年份:2018
    摘要:油罐是国家战略石油储备库的关键设备之一,其安全性和可靠性对石化工业至关重要。本文以某石化公司10000 m~3大型拱顶油罐为研究对象,采用试验手段和有限元方法对油罐结构进行失效研究及应力分析。结果表明,拱顶罐的罐顶与槽钢相连焊缝处的断裂为韧性断裂所致,断口形貌特征表现为穿晶断裂,断裂面未观察到裂纹;有限元计算结果与拱顶罐实际断裂情况相一致。
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