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内蒙古科技大学
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[期刊论文] 张飞 董川龙
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北大核心 AJ CA
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摘要:根据东升庙矿现存采空区,进行了大面积塌落危害预测,该采空区若发生大面积塌落,会在采空区底部形成波速约为44 m/s的空气冲击波,如此大的冲击波会对井下人员和设备造成严重的安全隐患.为防止大面积塌落的危害,提出了综合防治措施....
[硕士论文] 董川龙
矿业工程 内蒙古科技大学 2015(学位年度)
摘要:由于采矿历史原因,东升庙矿形成大小不一、形状各异的采空区数十处,这些采空区严重影响着矿山的安全生产。根据相关地质部门的统计,目前东矿2#采空区的规模较大,上盘围岩和顶板总暴露面积达92968m2,采空区体积达1101540m3。如此大规模的采空区,上盘和顶板围岩一旦发生大面积冒落,会压缩空区的空气,使空气瞬间由采空区扑入生产巷道形成速度每秒数百米的空气冲击波,此外,冒落岩体还会对空区底部结构产生动力冲击。由于冲击波有很高的超压,会对井下人员和设备造成严重的损害,是影响矿山安全生产的潜在重大安全隐患。鉴于采空区存在如此大的安全隐患,本文就采空区围岩冒落危害预测及防治措施做了比较详细的研究。本论文主要采用Hertz弹塑性接触理论、应力扩散理论、能量守恒原理、理论建模(顶板冒落-空气耦合冲击力学模型)、MATALAB差分计算等方法对采空区存在的安全问题进行了研究,得出如下研究成果:
  (1)采空区大冒落在采空区底部激发的空气冲击波波速约为38m/s,风压约为4.6MPa,扑入生产巷道的最大波速约为523m/s,冲击波以此速度在巷道内传播影响的距离为7812m。将冒落体简化为一直径6.4m的球体,以31m/s的速度撞击底部结构,最终求得最大冲击力为4.34×109N,结构内部最大应力为9176397Pa,结构会发生破坏。
  (2)基于激波管试验和多孔介质内空气流动理论,综合计算得到垫层厚度为18m,并引入一个综合影响因子K对垫层厚度公式进行了修正。
  (3)基于Hertz弹塑性接触理论和垫层应力扩散理论,按照简支梁受冲强度准则计算得出垫层厚度为10m。
  (4)基于冲击波灾害,在生产区和采空区相距小于20m的巷道中设置阻波墙,若采用混凝土阻波墙,则墙厚为2.7m即可有效阻挡冲击波。
  (5)为预防冲击波灾害,在空区顶部开一天窗井,其规格为4.0×4.0m,高度约为208m。
  (6)针对地表塌陷区危害,本文制定了综合防灾措施,例如设置栅栏、截洪沟、挡水墙等。
摘要:针对东升庙铅锌矿11号矿体800中段顶柱缓冲垫层设计,运用弹塑性碰撞理论对采空区冒落体与顶柱碰撞产生的冲击力进行计算,得到顶柱承受荷载,运用数值模拟方法对不同垫层厚度时的冒落荷载作用进行模拟分析,得到冒落荷载作用下的顶柱冲切失稳破坏机理,并得出合理垫层厚度为20 m.研究结果为11号矿体进行冒落灾害防治提供了依据....
摘要:五虎山煤矿9#、10#煤层平均层间距3.85 m,且受9#煤采动影响,10#煤顶板岩层已失去完整性,使得回采巷道应用锚杆支护十分困难.为了能够安全、高效地掘进10#煤巷道,分别采用了桁架、架棚支护,但都未达到预期的效果,最后在1004运输巷内进行桁架-架棚联合支护实验,取得了良好的支护效果,为类似条件的矿井提供了借鉴....
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北大核心 AJ CA
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摘要:基于东升庙铅锌矿采空区状况,对采空区冒落体对下阶段矿柱影响进行力学分析,得到冒落体冲击力,并对矿柱可承受冲击荷载数值进行计算,得到矿柱承受冲击的荷载.运用数值模拟方法对冲击荷载作用下的阶段矿房进行模拟.研究结果对东升庙铅锌矿2#矿体采空区防治冒落灾害提供理论参考....
摘要:针对东升庙铅锌矿11号矿体800中段顶柱缓冲垫层设计,运用弹塑性碰撞理论对采空区冒落体与顶柱碰撞产生的冲击力进行计算,得到顶柱承受荷载,运用数值模拟方法对不同垫层厚度时的冒落荷载作用进行模拟分析,得到冒落荷载作用下的顶柱冲切失稳破坏机理,并得出合理垫层厚度为20m.研究结果为11号矿体进行冒落灾害防治提供了依据.
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