摘要：为解决薄煤层沿空留巷应力条件复杂、留巷难度大以及巷道围岩长时稳定性的难题,以陕西汇森煤业凉水井煤矿4301工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、工程实践等方法,对浅埋“三硬”薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及控制对策进行研究,分析巷旁支护体结构参数对于巷道稳定性的影响。结果表明:给顶板提供充足的支护强度以及合适的可缩量,是巷旁充填体整体稳定的前提;高水充填材料单轴加压下的力学行为可分为“均匀压密、弹性变形、动态失稳、劣化破坏”4个阶段;在充填体宽度增加过程中,最大应力表现为先增后减再增的趋势,在充填体1.6 m宽时出现稳定承载应力核;理论计算的切顶最佳高度为10.7 m。工程实践表明,工作面后方60 m范围无大变形和明显应力集中,围岩整体控制效果良好、结构稳定,留巷效果达到设计要求。

摘要：为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

摘要：针对深部高应力巷道顶板锚索在拉伸、剪切、扭转等复合作用下,积聚应变能瞬间释放,引发锚索抽丝破断弹射事故,严重影响煤矿安全生产。以张集矿1421(3)锚索支护巷道为工程背景,运用理论分析、数值模拟、实验室试验相结合的研究方法,揭示锚索-围岩能量孕育演化机制与锚索防护装置吸能防护机理。结果表明:由锚索丝单轴拉伸试验与全量本构模型得到锚索丝破断应变能密度为55 MJ/m^(3),锚索丝破断弹射释放能量与锚索丝破断长度、轴力、直径呈正相关。根据数值模拟,锚索距顶板0.6 m处剪切应力集中,易发生锚索抽丝破断弹射,长度0.8 m锚索丝弹射初速度为102 m/s。通过仿真模拟结合强度理论,原方案锚索吸能防护装置冲击荷载极限为20 m/s,增加锚索防护装置底座护壁使冲击荷载极限提升至200 m/s,有效解决锚索丝冲击防护装置偏转失效问题。基于锚索防护装置静态拉伸试验与自由落体冲击试验对数值模拟结果进行可靠性验证,获得防护装置最大吸能阈值为1189 J;无护壁防护装置弹簧底座在冲击力作用下产生侧向偏移,弹簧底部剪切破坏;增加弹簧底座护壁,可有效约束底座偏移,充分发挥弹簧拉伸吸能特性,防止弹簧剪切损伤后失效,试验结果与数值模拟结果相符。研究成果为同规格锚索巷道支护设计、锚索抽丝破断弹射与防护提供借鉴。

摘要：煤矿深部围岩高应力与低强度之间的矛盾是诱发巷道大变形破坏的主要原因。为探究煤矿深部软弱围岩钻孔卸压技术,分析深部岩体开挖引起的扰动应力场演化分区特征,揭示高应力软岩巷道钻孔卸压机制,研究卸压钻孔群的合理设计方法,提出平行布置、扇形布置和管棚式布置3种卸压钻孔排布方法,并对比分析各方法的优缺点。最后,选择在顾桥煤矿近千米深井软岩巷道进行了应用试验,在卸压试验段选用扇形布孔方式共施工96个卸压钻孔。巷道表面位移监测结果表明:与非卸压区临近相似地质条件巷道相比,卸压试验段围岩两帮变形量降低约35.71%,顶板下沉量降低约33.43%,底鼓量下降约35.84%。与非卸压区测点对比,巷道同侧12 m深度处的应力释放率约为18.5%。研究表明:合理的钻孔卸压方式能有效降低集中应力,利于巷道稳定控制和大变形灾害的防控,可作为深部高应力软弱围岩大变形灾害防控的辅助手段。

摘要：深部地层围岩稳定性是矿区安全高效生产的重要影响因素,近距离巷道施工会导致围岩应力相互扰动,造成更严重的破坏。以淮南矿区潘三煤矿主井井筒近距离3.5 m大直径溜煤眼工程为研究背景,首先阐明溜煤眼施工的必要性,并根据弹塑性力学及实际运煤需要分析确定溜煤眼直径,优选反井钻施工工法;细化反井钻导孔、扩孔、完孔及钻机拆除的工艺流程,并针对溜煤眼施工工程设计锚网喷支护参数,选取MSGLW-400型∅22 mm锚杆,间排距800 mm×800 mm,配合双层∅6 mm×1000 mm×1700 mm的钢筋网,喷厚度200 mm C30混凝土进行联合支护,经巷道围岩及主井衬砌结构稳定性观测反馈,支护参数科学有效。

摘要：为了确保矿井复合顶板巷道在煤矿开采时的稳定,以潘三矿1692(1)工作面轨道顺槽为研究对象。针对原围岩的赋存状况和原有的支护方案进行分析,原支护方案暂时可以满足安全支护需要,但考虑本巷道为典型深部多次应力扰动下复合顶板沿空掘巷,采用数值模拟分析了锚杆与短锚索预应力承载结构。研究发现短锚索预应力承载结构的应力场范围更大,能够有效控制围岩变形。

摘要：淮南矿区矿井存在采掘接替紧张、掘巷成本高等问题,如何快速降低掘巷成本、提高掘巷效率是目前亟待解决的问题。以丁集矿1452(1)工作面为工程背景,利用块体力学平衡法,对切顶卸压沿空留巷围岩结构力学模型进行了分析,得到了相应的巷旁支护阻力计算公式。对于深部高应力厚煤层,除切缝外,还需要对上覆主关键层通过“深孔弱化爆破”方法,主动增加切顶短臂岩梁的厚度,使巷道顶板的悬顶能留得住、悬得稳,同时又使冒落顶能充分垮落、碎胀和压实,对巷道顶板起一定的支撑作用。提出了上断下裂技术,明确了“上断下裂”切顶爆破参数设计方法。上断孔和下裂孔分别采用双囊袋、单囊袋配合封孔剂进行封孔,取代了传统的炮泥封孔。封孔剂具有高强度、快速凝固的优点,缩短了封孔时间,提高了封孔强度。对矿压进行了实测分析,工作面前3.8 m处离层位移值达到最大,为457mm,大量变形集中在锚杆2.8m范围内,随后离层逐渐闭合;巷道帮部变形非采煤帮侧要大于挡矸墙侧,其中非采帮最大变形量达到420mm,挡矸墙最大变形量达到201mm。监测结果表明,“上断下裂”切顶方法在丁集矿达到了较好的留巷无煤柱开采效果。

摘要：为了解决潘一选煤厂尾煤泥灰分偏低的问题,对现有煤泥水系统进行采样化验分析。试验结果表明,通过对潘一选煤厂现有的浮选工艺系统进行升级改造,可以达到提高精煤产率和尾煤泥灰分的目的,并设计出了适合现场的浮选工艺流程。

摘要：针对两淮地区煤矿深部破碎软弱围岩支护的难点及其支护机制,设计研发自移式不反复支撑顶板液压支护支架。基于弹塑性力学建立数值分析模型,计算多工况下迈步过程中液压支架位移、应力、应变等力学参量。研究结果表明,在工况1时最大等效应力为245.33 MPa,工况2时最大等效应力为246.82 MPa,工况3时最大等效应力为245.27 MPa。3种工况的最大应力值不超过材料的屈服强度,满足要求,支架能够正常进行支护作业。研究结果可以为全面评估液压支架可靠性、稳定性以及施工工艺优化提供理论依据。

摘要：本研究旨在研发一款智能型酒精喷灯燃烧试验机,旨在解决传统燃烧试验中的控制精度、安全性和环保性等方面的问题。通过全面的性能研发和试验方法分析,提供一种更精确、可重复、高效且安全的智能型酒精喷灯燃烧试验机。设计中的智能控制系统和燃烧效率优化策略,使试验机能够更稳定地产生所需的火焰,同时显著提高试验数据的真实性和有效性。数据采集与分析方法的引入,进一步强调了科学性和实用性。这项研究的成果不仅提供了一种更高效的工具,还为多领域的科学研究和工程项目提供了重要支持,有望推动相关领域的进一步发展和创新。