极破碎围岩半煤岩巷变形破坏机理及支护控制研究

针对强膨胀性极破碎围岩半煤岩巷出现的大底臌、折帮和顶板下沉等变形破坏和支护困难的问题,运用力学理论分析、数值模拟分析和现场试验研究相结合的方法,研究了巷道变形破坏机理及其控制策略。研究表明:在原以工字钢拱架为主的被动支护条件下,巷道变形破坏受到吸水膨胀、软弱夹层、节理等弱结构面多重影响,巷道变形破坏严重。提出了“全断面锚索+金属网、钢带、梯子粱”联合支护,经过现场实践,掘进巷道在新方案支护183天后,两帮、顶底板收敛变形明显减小,变形处于相对稳定状态,达到了支护效果。     

矿山开采沉陷可视化系统设计开发及岩移参数求取

依据矿山开采沉陷相关理论,以概率积分法数学模型为基础、运用基于实测数据求参原理与方法,结合相关软件设计开发了矿山开采沉陷可视化系统。为研究矿区地表移动变形分布及岩移参数求取提供了技术支持。结合系统应用实例,利用地表观测数据拟合求参,对该矿其他工作面及类似地质条件矿区开采沉陷预计提供借鉴作用。     

“三硬”煤层开采覆岩活动规律相似材料试验研究

为研究"三硬"煤层开采覆岩活动规律及采动支撑压力变化,以忻州窑矿8935工作面为研究对象,通过开展相似材料模拟试验,分析"三硬"煤层开采覆岩破坏特征及应力变化规律,得出上覆岩层损伤演化规律。结果表明:顶板垮落规律明显,初次垮落具有突发性,无明显征兆,且初次垮落步距较长,周期来压规律明显;开采过程中顶板、底板、煤层支撑压力动态变化,且应力集中系数最大值出现在煤层中,极易出现煤层突出。根据顶、底板应力变化规律划分支撑压力影响区域。     

构造应力作用下覆岩卸压演化规律试验研究

覆岩运移是一个伴随煤层开采的时空变化而不断演化的动态过程。通过对煤层开采与岩层卸压的动态演化进行关联分析发现,伴随着煤层的开采,上覆岩层的卸压范围处于不断变化中。为了掌握卸压范围变化的规律,采用相似材料模拟试验的方法,将覆岩按层位进行划分,在各层位布设应力监测点。通过对各应力监测点采集的数据进行分析发现,在开采过程中,其上位岩层卸压范围在宏观上呈现先增加后减小并最终恒定的过程,进而得出随开采其卸压范围变化的规律,以及最大卸压区间出现的位置。并且通过加载水平应力场发现,水平应力的作用加强了岩层自承能力,削弱了岩层自重引起的卸压,岩层初始卸压层位发生了变化,卸压呈现跳跃发展。关键层结构对于岩层卸压起到了一定的控制作用。对比支承压力峰值发现,支承压力在纵向分布以35~41 m为分界,分界线上受支承压力影响较小,无明显变化规律。     

辛置煤矿310轨道巷围岩破裂范围研究

辛置煤矿310轨道巷属于高应力软岩巷道,地质构造和岩层结构非常复杂多变。为了解该巷道的松动范围、塑性区分布和围岩破坏情况,采用U510非金属超声波检测仪,在辛置煤矿310轨道巷左右两帮合理布置检测点,进行现场松动圈测试。获得一系列测试结果,运用测试结果及围岩松动圈支护理论,可对310轨道巷支护提供理论依据。     

减缓地表沉降的覆岩离层注浆新技术的研究

较系统地介绍了覆岩离层产生的力学机理 ,分析了适合离层注浆控制地表沉降的地质采矿条件 ,探讨了充填物在离层空间的力学机理及离层充填注浆设备及注浆系统 ,并对离层注浆的应用效果确定了评价指标     

协同通风影响全断面隧道掘进机工作面岩尘分布规律研究

针对全断面掘进机施工过程中,产生大量岩尘影响施工人员工作环境的问题,采用理论分析、数值模拟与现场测定相结合的方法,以青岛地铁2号线全断面隧道掘进机工作面为对象,对协同通风影响全断面隧道掘进机工作面风流运移与岩尘污染分布规律进行研究。结果表明:在复合式通风模式和一定条件下,在隧道中段会形成由主通风与回风主导的耦合风场;当协同通风量(Qcv)从6 m3/s增大至12 m3/s时,产生的岩尘可控制在距掌子面77.2 m的范围内;当Qcv=8 m3/s时,岩尘最小扩散距离为44.7 m,工作区周围岩尘浓度约为30.1 mg/m3。     

弱胶结软岩巷道高分子改性树脂注浆加固技术研究*

为解决弱胶结软岩胶结性差、力学强度低、遇水易软化带来的巷道围岩变形量大的问题,以王洼二矿为例,结合试验巷道围岩条件和注浆加固支护技术特点,提出高分子改性树脂注浆加固方案;并采用室内注浆加固体力学性能试验验证方案的可行性。结果表明:现场围岩单轴抗压强度平均值22.74 MPa、抗拉强度平均值0.674 MPa,高分子改性树脂注浆材料对围岩加固体单轴抗压强度影响不大,但加固体抗拉强度平均值3.07 MPa,相比原岩抗拉强度提高355.5%;现场试验顶板、两帮围岩变形量由之前的大变形逐渐控制在100 mm以内,注浆后30 d基本趋于稳定。研究结果对软岩巷道支护设计和施工具有一定的实际指导意义。     

海基硬岩矿床的安全开采技术研究

给出海基硬岩矿床开采的概念,分析海基硬岩矿床开采与一般陆地矿床开采的不同之处;综述世界范围内海基硬岩矿床开采所使用的开拓方法与采矿方法,通过对海基矿床上覆岩层的完整性掌握、矿床埋深、防水岩柱厚度的分析研究了海基硬岩矿床开采的可行性。结合我国三山岛海底金矿的开采经验,研究开采过程中的工程灾害及灾害的产生机理;提出要通过加强海底矿床上覆岩层的地质勘察、合理留设防水岩柱、加强岩层移动监控、渗水点的定时监测、作好充填接顶等措施来防止海水溃井,同时也对井内防治水害、长距离矿井通风等问题给出了治理措施。     

贵州岩下自然保护区的野生大鲵资源现状及历史动态

为了解野生大鲵在喀斯特区域的分布规律与种群历史动态,于2006年6月份、2007年8、10月份对长江支系沅江水域的贵州省贵定县岩下省级自然保护区野生大鲵（〖WTBX〗Andrias davidianus〖WTBZ〗）种群资源状况与捕获量进行了调查,并对繁殖洞穴涌苗现象进行了分析。初步查明岩下野生大鲵种群集中分布在一个以地下水域为依托,地面水网与地下河流相连的集中区域,栖息地由地下（洞穴）与地面水域广布缩小到以地下水域为主;根据繁殖洞穴的鲵苗涌出量与大鲵繁殖特征,推算岩下野生大鲵种群密度约为0085 kg/m2,总资源量约为1 700 kg;捕获量表明,种群数量在20世纪80年代末后急剧减少,90年代中期至2000年后,数量变化趋于缓和。岩下保护区野生大鲵分布的集中性、生境自然条件的优越性以及繁殖洞穴的大规模涌苗现象在全国均属少见。由于受到外在致危因素影响,大鲵的生境遭到破坏、种群生存受胁,亟待加强资源的保护与管理。