摘要：煤炭资源的开发利用离不开立井建设,立井建设中的井壁设计应该充分考虑围岩作为共同承载结构的作用。本文针对井壁和围岩的共同承载特征,建立空间轴对称弹性力学模型;通过将模型分解,分别求解各子模型下的应力解答,随后将各子模型下的应力解答叠加,得到井壁-围岩共同承载空间弹性力学模型的解答。通过算例分析了不同围岩弹性模量时围岩-井壁的共同承载特性:围岩弹性模量较高时,考虑共同承载后作用在井壁的地压大幅减少,井壁等效应力也大幅减小;围岩弹性模量较低时,考虑共同承载后作用在井壁上的地压未有明显减小,井壁等效应力同样变化不大。围岩性质较好时,应充分利用围岩共同承载,减小井壁厚度;围岩性质较差时,围岩的共同承载对井壁安全性提高作用不大。论文的研究成果可以为不同围岩的井壁设计提供理论指导。

摘要：为研究动态加载条件下人工冻结黏土的动力学特性,使用SHPB动力学试验系统进行了人工冻结黏土的单轴动态加载试验,分析了不同加载应变率及温度条件下人工冻结黏土的动强度和初始动弹性模量的变化规律,并重点讨论了动态加载过程中试样的能量耗散特征.结果表明:(1)在单轴动态加载条件下,人工冻结黏土的动弹性模量、动强度随应变率的增大或温度的降低而增大,但结果数据在低应变率区有一定波动;(2)随着试样内部塑性变形和裂纹扩展增加,试样弹性应变能密度与耗散应变能密度比值逐渐减小,试样也更容易呈现脆性破坏.以上结果有助于认识人工冻土的冲击破坏能量特征,为人工冻土工程设计与施工提供一定的参考.

摘要：基于随机有限元理论和渗流力学原理,通过推导渗流随机有限元列式,得到随机渗流单元水导矩阵,将可靠度计算引入采动岩体随机渗流之中.根据渗流随机有限元列式编写出可用于岩层渗流计算的随机有限元程序,并对俄霍布拉克煤矿的实际渗流问题进行了数值计算.结果表明,程序计算较好地反映了实际岩层的渗流特性;保护关键层和防水层对预防矿井的顶板突水具有重要作用.计算结果可为俄霍布拉克的开采提供合理化建议,也为随机有限元在渗流方面的深入研究提供依据.

摘要：根据液压支架强度加载方法,建立了四柱式支撑掩护式液压支架的空间力学模型,对支撑掩护式液压支架顶梁扭转工况进行受力分析,得出掩护梁各个铰点处的支反力;基于Abaqus有限元计算软件,结合zz5000液压支架,对扭转工况下支撑掩护式支架掩护梁进行分析,得出,此支架掩护梁在扭转工况下强度不满足要求。研究方法可为液压支架设计及研究提供参考。

摘要：岩石硬度是露天矿山爆破参数设计的重要依据,为了精确判断岩石硬度,以1190E型牙轮钻机为研究对象,利用传感器采集钻机的工作参数,通过现场取样和室内试验获得对应的岩石硬度,分别运用2层和3层结构的BP神经网络建立岩石硬度的识别模型。研究发现当BP神经网络的训练样本集较大时,两层结构的BP神经网络,岩石硬度预测值与目标值的相对误差随着隐含层节点数的增加而减小;而3层结构的BP神经网络,岩石硬度预测值与目标值的相对误差在隐含层节点数为8时达到最小值,之后随着隐含层节点数的增加而增加。结果表明:3层结构的BP神经网络比两层结构的具有更好的泛化能力,对岩石硬度识别结果的精度更高,其绝对误差均小于0.04,相对误差均小于0.7%,均能满足判断岩石硬度的精度要求,可以为露天矿爆破参数设计中岩石硬度的识别提供方法和依据。

摘要：利用自行设计的岩石渗透试验系统,采用稳态渗透法测试了10件标准煤矸石试样非Darcy渗流时的渗透特性。通过最小二乘法对渗流速度和压力梯度进行回归分析,得到煤矸石的Darcy流渗透率、非Darcy流渗透率和非Darcy流β因子。研究结果可为工程中煤矸石做充填材料提供参考。

摘要：为了保证井筒冻结基岩段爆破掘进施工不致冻结管发生断裂,冻结井筒安全施工,对爆炸作用下冻结管的振动响应规律进行了研究。通过对爆炸应力波的近似简化和坐标变换,获得了纵波在冻结管周围发生散射时冻结管的应力场和位移场的复数形式。通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同温度下(-10℃、-15℃、-20℃和-30℃)冻结管对爆炸作用的振动响应规律进行数值模拟研究,以不同时刻下冻结管的压力云图和速度云图,以及冻结管的应力和速度随着温度的变化曲线分析冻结管对爆炸作用的振动响应规律。数值模拟结果表明:随着温度不断降低,冻结管的最大拉应力、最大压应力、径向振动速度和切向振动速度均不断降低;冻结管的最大拉应力大于最大压应力,径向振动速度大于切向振动速度。因此,可将冻结管的最大拉应力和径向振动速度作为井筒冻结基岩段爆破掘进施工的安全控制依据。此结论为现场冻结方案和爆破方案设计与实施提供依据。

摘要：深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。

摘要：针对高河矿区段工作面沿空留巷的围岩变形实际情况,结合现有柔模支护方案与优化后柔模支护方案的数值模拟对比,对两帮和底鼓的变形情况进行分析,在提出"非均称支护"设计的基础上,以"初步设计-建模-验证-应用"的新型研究方法进行支护优化研究工作。最终的模拟测试与工程实践结果表明所采用的锚杆支护方案能有效控制巷道的变形,并可节约大量成本。

摘要：针对山西王家岭煤矿2#煤的开采巷道小煤柱合理宽度设计的问题,先确定支护方式,其次运用极限平衡理论,得出沿采空区留设的小煤柱宽度范围,再运用FLAC^(3D)软件分析4、5、6 m宽度煤柱的数值模拟结果,观察该联合支护方式下,在掘进巷道时留设小煤柱的竖直及水平位移随煤柱宽度增加的变化趋势,以及在煤体工作面开采时,各宽度煤柱和巷道的塑性区分布。