为了探究锚杆在巷道支护过程中的力学特性,本文采用分布式光纤传感技术分别对两根不同直径的锚杆在轴向载荷作用下的力学特性进行监测,并分析了二者在轴向变形过程中的应变规律.结果表明:轴向载荷作用下,直径越大的锚杆在弹性阶段抵抗弹性变形的能力越强;随轴向载荷的增大,锚杆颈缩断裂位置附近的应变增量较其他位置更大;分布式光纤传感技术可以实时监测锚杆在轴向载荷作用下的应力-应变状态,并且可以判断锚杆断裂破坏时颈缩现象产生的具体位置.
为研究植生孔最优角度的确定方法,提出了空间利用率、结构面揭露程度、接受水分补给能力、抗蒸发能力四项评价指标,综合运用三维建模、COMSOL多孔介质非饱和入渗模拟和热湿耦合水汽运移模拟等方法,探讨了植生孔角度变化对这四项指标的影响.为验证模拟结果,于徐州市园博园岩秀园宕口建立试验基地,长期监控、量测试验植生孔的各项参数指标,并进行了处理分析.结果表明,在控制孔深50 cm、孔径20 cm条件下,植生孔角度在40°～60°能保证较高的空间利用率;通过实测边坡及结构面产状建立对应三维模型并计算,可获取结构面揭露面积峰值对应的植生孔角度;在 30°～80°,植生孔角度越大,越利于其接受自然降雨或喷淋养护等方式的水分补给,但同时使之在干旱条件下抗蒸发能力减弱.该研究结果和最优角度确定方法,对生产实践有良好的指导意义.
对于露天转地下的开采工程,护顶矿柱是矿山地下开采浅部转深部的关键衔接部分,护顶矿柱的厚度不仅关系着地下开采的安全性,同时也影响矿山的经济效益,其尺寸的合理性对工程稳定性及深部开采安全极其重要.某铁矿为大型深凹露天矿,露天开采结束后将转入地下开采,本文采用FLAC3D软件,结合铁矿工程地质条件、开采工艺方案等建立三维数值模型,对不同厚度时护顶矿柱的稳定性进行模拟分析.结果表明,护顶矿柱的设置确实能够有效控制围岩变形和空区破坏,保证空区下矿体回采的安全进行,确定了最佳护顶矿柱厚度.对类似矿山资源回收及安全生产具有一定的参考和借鉴意义.
为解决高瓦斯矿井宽巷布置所引起的煤体浪费和瓦斯排放问题,本文提出了构筑混凝土墙成巷的技术方案,通过数值模拟的方法分析了不同宽度混凝土墙成巷的围岩应力分布规律,研究了柔模泵注技术构筑混凝土墙的材料配比,揭示了混凝土墙成巷的最优高度,结合实际情况优化了混凝土墙成巷技术.结果表明当混凝土墙体宽度为1.6m时,隔离墙体应力集中程度最小,具有较好的承载能力,且在采动影响下不易发生塑性破坏而失稳.柔模泵注技术构筑混凝土墙和支护技术的联合应用能够有效维持围岩变形,为巷道围岩稳定性维护提供了理论依据.
自然崩落法矿山拉底水平面积较大,穿脉较长,如未采用切割沿脉,容易造成拉底水平松动矿运输距离远、通风困难.拉底和沿脉巷道交叉口在支承压力和侧向支承压力的叠加下,形成一个高应力集中区,对拉底爆破质量影响较大.拉底爆破的质量直接关系到后期出矿水平聚矿槽爆破质量和底部结构,为提高拉底过沿脉爆破质量,保护底部结构稳定性,本文通过对某矿有无切割井拉底过沿脉进行分析,确定在高应力作用下拉底过沿脉有切割井爆破效果较好,可以有效的改变爆破最小抵抗线,增加爆破自由面,降低炸药单耗,提高装药系数,提高拉底爆破过沿脉质量,有效保护底部结构稳定性.
