摘要：为了考虑岩石岩性的影响,对两淮矿区某正在掘进巷道进行钻孔取样,根据柱状图取巷道两相邻水平标高(-850.0 m和-861.8 m,以下称为Ⅰ和Ⅱ水平)作为实验取芯点,其岩性分别为中粗砂岩和砂质泥岩。利用声发射测试仪测得不同水平标高地应力,经理论计算获得相应的主应力,采用ANSYS和FLAC3D在非轴对称应力场(分Ⅰ和Ⅱ水平2种应力加载方法)下进行模拟,并与现场实测结果对比。研究结果表明:Ⅰ和Ⅱ水平的地应力无明显的叠加性。实测巷道不同水平的围岩稳定性(主要指围岩位移分布)与对应水平的应力加载条件下的模拟结果相似;考虑岩石岩性对巷道地应力赋存情况的影响的必要性,同时为该埋藏条件下巷道支护设计提供更加可靠的地应力数据。

摘要：为了解决偏W型通风工作面小煤柱的合理尺寸留设难题,通过对掘巷和采煤两个阶段的小煤柱应力分布和变形特征进行分析和研究,科学提出了煤柱的力学模型,在弹塑性极限平衡理论的基础上,运用损伤力学的相关理论推导出偏W型通风工作面小煤柱宽度的设计公式。运用该设计公式计算出段王煤矿090506偏W型通风工作面小煤柱合理宽度为13.3m,比原设计方案小3.3 m。最后通过FLAC3D三维数值计算程序进行仿真模拟,验证了小煤柱设计公式的准确性与适用性。

摘要：为了准确地确定二次支护时机,基于软岩巷道工程支护原理,分析了软岩巷道支护过程中围岩应力与强度调整过程,结合软岩巷道流变数学力学模型,并以弹性区、塑性区、破裂区的力学行为与岩石全应力-应变的对应关系作为基础,最终确定了二次支护最佳时间的理论公式。分析了二次支护最佳时间的影响因素及规律,并将二次支护时机理论公式应用于工程实践。结果表明,按照该理论公式设计二次支护时机能够较好地控制巷道围岩的稳定性。

摘要：针对现阶段煤矿从业人员生产培训中存在的不足,以淮南矿业集团潘三矿1622综采工作面为例,引出了基于三维可视化与虚拟仿真技术的综合机械化采煤虚拟仿真系统的设计与开发,利用3D MAX三维建模软件对矿区地形、地质及综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,并结合Converse3D虚拟现实制作软件对系统的界面UI和交互进行设计,提出了系统设计开发的完整流程。通过在潘三矿的应用结果表明:基于三维可视化及虚拟仿真技术开发的综采工作面虚拟仿真系统具有易学性、真实性和交互性等特点,能够快速激发工人的学习兴趣,大大降低了工人安全培训的时间。同时,也为工业生产的实时仿真,提供了新的研究方向。

摘要：为研究软岩圆巷开挖面附近围岩在"锚网喷"支护后围岩力学承载结构的稳定性,依据围岩变形及受力特征,沿巷道径向依次将围岩划分为破裂区、软化区和弹性区,其中,"锚网喷"支护主要作用于破裂区中.基于统一屈服准则、增量型本构关系和软岩力学模型,得到了"围岩-支护"相互作用下的围岩应力和变形解.考虑切向应力和等效剪应力的集中以及围岩强度,将围岩力学承载结构由浅入深依次划分为"弱-主-强"结构.通过算例分析,可知围岩力学承载结构的承载范围和承载位移及其剪切应力,受锚杆支护间排距、软化模量和开挖空间效应等因素的影响.在工程实践中,基于"围岩-支护"力学承载结构理论,设计的"锚网喷注"支护方案能够提高围岩强度、降低软岩巷道变形量,保证了掘巷初期的稳定性.

摘要：为了解决国内现有液压支架实验台结构简单、加载装置和监测仪器落后,从而无法动态地监测采场顶底板岩石破裂演化规律以及无法自动调节工作面倾角等弊端,设计了一种在液压支架与工作面顶底板作用过程中测试支架工作阻力、顶板压力、顶底板内部裂隙发育、不同架型支架在多种采场环境下支护效果的实验平台;通过信号采集系统和信号处理系统,实时地监测、采集和存储加载力、支架活柱的受力大小以及顶底板岩石内部裂隙的发育和分布情况;经上述方法实现了从微观的角度分析采场支架和围岩的关系。

摘要：将圆形巷道围岩划分为塑性残余区、塑性软化区和弹性区,引入强度参数软化模量和扩容系数及剪胀角,考虑岩石峰后应变软化和扩容特性。基于Drucker-Prager准则和非关联流动法则,建立剪胀角与软化区扩容系数的关系,用洛德参数描述中间主应力大小,计算出弹塑性区应力、位移和塑性区半径的解析表达式。通过算例分析了不同影响因素对巷道围岩塑性区半径和位移的影响。分析结果表明:中间主应力对围岩的塑性区和位移大小具有重要影响且表现出区间性;内聚力和内摩擦角的残余值越大,塑性区半径和位移越小;剪胀角的选取对于分析扩容具有很大影响;降低软化模量和提高支护阻力能不同程度地控制围岩的变形;软化主要影响塑性残余区半径而扩容主要影响围岩的位移。分析结果可以为巷道围岩稳定性评价和支护定量设计提供理论依据。

摘要：针对Hoek-Brown强度准则的较复杂地质参数,提出利用Mohr-Coulomb强度准则参数替代。基于2002年版本的Hoek-Brown强度准则,并结合准岩体强度准则,建立了岩石力学参数和Hoek-Brown强度参数之间的新的换算关系式。经算例分析了换算关系式在已知的岩体强度参数条件下,计算出的Hoek-Brown强度参数均在其取值范围之内;并根据单因素控制变量法,得出地质参数m b、s随内聚力增加而减小,随内摩擦角增加而增加;地质参数α受内聚力和内摩擦角影响较小;并将强度参数新解法用于计算巷道围岩塑性区半径。结论是岩石力学参数对地质参数有一定的影响,并且强度参数新解法计算出的塑性区半径为支护定量设计提供理论依据。

摘要：针对软岩巷道围岩破坏性强、难支护的特性,提出了软岩巷道二次合理支护时间的确定方法,用于指导工程实践。从岩石应力-应变关系、蠕变过程、长期强度和能量耗散的角度进行软岩巷道的流变破坏机理分析。采用圆形断面巷道及西原模型,结合弹性力学基本解与西原模型本构关系,引入损伤变量,应用拉普拉斯变换及逆变换,并求导得到围岩变形速率方程。通过蠕变试验结合最小二乘法拟合或者位移反分析法求出蠕变参数,进而确定软岩巷道围岩二次合理支护时间,对于地下支护理论设计具有一定的指导意义。