- 2022年03期 [查看摘要][在线阅读][下载 24761K] [官网下载次数：115 ] |[摘要阅读次数：123 ]
- 谢 龙1，张德兵2，梁 顺3
针对注浆锚索主动超前支护形式应用于回采巷道的工程背景，以寸草塔二矿31204工作面为例，采用理论计算与分析、数值模拟等研究方法，探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响；利用COMSOL Multiphysics 有限元分析软件对超前注浆锚索的注浆部分建立数值模型并求解。结果表明，浆液扩散半径与注浆压力、注浆时间呈正相关关系，注浆锚索间排距制约着稳定注浆加固圈范围及厚度。对寸草塔二矿31204工作面回采巷道超前锚索支护的注浆压力、注浆时间及注浆间排距等参数进行了优化设计，实现了该工作面回采巷道的有效超前支护，替代了超前单体及液压支架。此研究对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值。
2022年03期 033011页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 9953K] [官网下载次数：294 ] |[摘要阅读次数：124 ] - 李晓斌1，李全生1,2,3,4，韩鹏华1，许旭辉1，皇甫龙1
从工作面、覆岩与地表3个角度出发，明晰高强度采动损伤程度，进一步研发采动损伤控制技术有利于解决西部矿区地表损伤严重和生态环境脆弱等问题，促进煤炭高效开采与环境保护协调发展。基于此，选取工作面开采参数、覆岩硬度系数与地表松散层厚度等9个评价指标，建立主成分分析(PCA)-距离判别分析(DDA)数学评价模型，并在上湾矿12401工作面得到应用。结果表明，高强度采动损伤分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型4个类别，分别对应极高、高、中、低4个损伤程度；PCA-DDA模型具有很高的可靠性，误判率不超过5%；该工作面地表采动损伤程度较高，综合采用大工作面快速推进法、覆岩局部注浆加固法与裂缝分区治理法，实现了从源头减损(工作面)、传导过程(覆岩)、末端治理(地表)的开采全周期采动损伤控制。
2022年03期 033014页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 854K] [官网下载次数：102 ] |[摘要阅读次数：130 ] - 李怀珍，贺 炫，龙丽群，范道鹏
为研究不同边界约束对锚杆锚固段承载特征的影响，在分析巷道围岩锚杆张拉预紧与协调变形时段承载状态的基础上，利用专用张拉试验台，开展不同边界约束锚固试件轴向加载试验。研究结果表明：① 硬质围岩、环氧植筋胶粘结锚固体锚杆抗拔能力和锚杆-锚固剂界面剪应力较大；② 不同边界约束锚固单元体锚固失效模式主要有4种：锚固剂破碎、以锚孔为中心出现辐射状裂纹、锚固基体崩解、锚固基体出现轴向贯通裂纹导致锚杆滑脱；③ 不同边界约束锚固试件锚杆轴力沿锚固长度均呈递减规律，有侧向约束锚固试件锚杆轴力递减速度大于无侧向约束试件；④ 不同边界约束条件下锚杆-锚固剂界面剪应力分布规律和峰值位置差别明显，锚杆在张拉预紧和锚杆-围岩协调变形的不同时段需采取不同锚固失效防范措施。
2022年03期 033026页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1905K] [官网下载次数：95 ] |[摘要阅读次数：93 ] - 刘志高，张守宝，皇甫龙
为研究综放开采条件下覆岩移动规律及“三带”分布范围，以菏泽腾达煤矿1501工作面为研究背景，采用UDEC数值模拟和理论分析等方法分析了倾斜煤层工作面开采后上覆岩层移动变形规律。结果表明：理论计算得到1501工作面的垮落带高度范围为11.6～26.1 m，裂隙带高度范围为42.5～77.1 m。数值模拟结果表明，工作面回采完毕后采场上覆岩层经历了“平衡—破坏—再平衡”3个阶段，最终形成了稳定的垮落结构；工作面长度从75 m增加至155 m，应力集中程度和应力峰值逐渐增大，而覆岩位移逐渐呈现非对称分布形态，位移量也逐渐增加，依据模拟结果宏观描述了工作面覆岩“上三带”分布范围；通过对工作面上覆岩层设置11条覆岩下沉量监测线，确定了1501工作面“上三带”临界高度的位置，并在现场进行钻孔监测，验证了理论分析结果的合理性。
2022年03期 033028页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 3639K] [官网下载次数：207 ] |[摘要阅读次数：119 ] - 贾毅超1，刘 萍1,2，韩 森1,2，吴少康1，罗 畅1，陈 镇1，刘晓峰3
以贵州桐梓某矿20701运输巷为工程背景，通过现场监测、室内试验，发现造成巷道非对称、大面积变形的主要原因有：原支护方式不合理，结构单元失效；巷道围岩含大量黏土矿物，易吸水膨胀、软化；巷道布置于带有倾角的煤岩层，局部区域存在大量的软弱结构面；煤体的承载能力较小。针对巷道破坏特征，提出“锚杆/索+注浆+钢筋网+U型钢”联合支护方案，通过数值模拟和理论分析得出，优化后的围岩-支护结构可视为双壳承载拱结构，多单元协同互补，减少了围岩间的膨胀破坏以及自身的变形，改善了围岩力学性质，提高了承载拱结构的承载能力，从而控制巷道的非对称变形，保持巷道长期稳定。模拟结果表明，顶、底板最大位移由289 mm降低至59 mm，左、右两帮最大位移由318 mm降低至52 mm，最大主应力由10 MPa提升至17 MPa。工程实践表明，平均收敛率为11.49%，较原方案降低了30.58%，对巷道变形的控制效果良好。
2022年03期 033029页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 605K] [官网下载次数：116 ] |[摘要阅读次数：100 ] - 刘虎生1，栾恒杰2，乔金林1，李国锋3，张孙豪2
为解决深部含夹矸煤巷帮部大变形失稳问题，以兴隆庄煤矿10304工作面轨道巷为工程背景，综合采用现场实测、数值模拟和理论分析等方法，研究了含夹矸煤巷帮部失稳机理与强化支护技术。结果表明：含夹矸煤巷帮部失稳特征为煤体沿煤-矸界面向巷道内臌出，导致该部分煤体内的锚杆失效和破断，弱化了煤体的强度与结构完整性，进而导致巷道整体稳定性降低。控制煤-矸界面的层间剪切滑移是维护巷道稳定的关键，倾斜锚杆/索、高强锚杆/索、注浆锚杆/索、增加表面支护以及增大预紧力等强化支护技术可实现对含夹矸煤巷帮部的有效控制。现场实测效果表明，强化支护方案有效地控制了煤-矸界面剪切滑移，巷道整体变形量较小，支护体系完整可靠。
2022年03期 033031页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 2569K] [官网下载次数：183 ] |[摘要阅读次数：95 ] - 王云搏1,2，张 强1,2*，孟国豪1,2，张 昊1,2，王高峰1,2，郑庆学3，田秀国4，尹宝杰4，马国平5
充填材料是保障充填效果、控制充填成本的重要影响因素。总结了现有固体充填材料基本类型及其物理力学性质；阐述了固体充填材料影响岩层控制效果的机理；基于“三下”开采、坚硬顶板下开采、房式煤柱回收以及矸石处理等充填开采工程的需求，对应设计了建筑物变形、导水裂隙带发育范围、坚硬顶板能量释放、房式煤柱稳定以及矸石处理量等5类评估指标；建立固体充填开采充填材料选择设计流程，以工程需求为目标，以充填体充实率为连接核心，指导固体充填材料选择设计，实测充填材料充采质量比和实际充实率，监测反馈调节充实率，形成了固体充填开采充填材料选择设计方法。唐山某矿建筑物下F5001工作面工程实践表明，设计2.5～50 mm的矸石作为固体充填材料，最大沉降量为61 mm，保护了地表建筑物，取得了良好的充填效果。研究结果可为矿井选择充填材料提供设计参考。
2022年03期 033035页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 803K] [官网下载次数：97 ] |[摘要阅读次数：90 ] - 司 林 坡1,2,3
采用锚杆力学性能综合试验台试验研究了拉伸、剪切载荷对锚杆力学性能的影响。对全尺寸锚杆、支护构件、锚固剂和围岩所构成的试件进行了纯拉伸、拉-剪、拉-剪-拉等3种不同加载路径的实验室测试。试验结果表明，锚杆受剪可导致轴向载荷增大；随着初始轴向载荷的增大，剪切过程中轴向载荷增加的速度和幅度减小，试件的抗剪刚度增加，剪切面附近杆体变形段长度和变形角度减小，破坏形式由拉伸破坏向拉剪破坏转变；剪切载荷对锚杆的轴向承载能力影响较小，在同等预拉伸条件下，试件的轴向变形能力随初始剪切载荷的增大明显降低。
2022年03期 033038页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 2314K] [官网下载次数：105 ] |[摘要阅读次数：96 ] - 侯 刚1,2，王国法1,2，薛忠新3，任怀伟1,2，欧阳敏1,2，王 峰3，袁晓明4，杨斐文1,2，时洪宇1,2，李济洋1,2，高 原4
随着智能化水平的发展，对矿井生产重要环节——辅助运输智能化的需求也在不断提高。燃油型物料车和锂电池人车自动驾驶的线控系统及装备的研发，实现了线控转向系统、线控制动系统、线控驱动与挡位系统、车身控制系统、底层数据反馈等自动驾驶控制系统；建立了多源异构信息融合的智能化感知和多传感器融合算法模型；开发了多种导航定位方式的路径计算方法，形成了七合一高精度融合定位技术与装备，解决了传统、单一的定位方式无法满足煤矿地面场区和井下巷道复杂环境定位需求的问题；研发矿用自动驾驶车辆控制算法与软件，实现了车辆自动驾驶系统从环境感知、导航定位、行为决策、路径规划到车辆控制的全流程智能化控制；开发煤矿辅助运输智能化系统上位机综合管控系统，解决了车辆的调度问题。从多个方面对辅助运输胶轮车自动驾驶关键技术与装备进行了阐述，为实现我国煤矿辅助运输车辆从地面场区到井下巷道的全地形、复杂路况的常态化自动驾驶，积累了技术、装备和管理经验。
2022年03期 033515页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 976K] [官网下载次数：97 ] |[摘要阅读次数：153 ] 下载本期数据