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深部大断面煤巷围岩变形特征及控制技术研究

深部大断面煤巷围岩变形特征及控制技术研究

作者：马新世太原理工大学

学位级别：硕士

巷道支护技术发展至今已有150余年历史,主要经历了由被动支护向主动支护转变的过程,支护技术、工艺日趋成熟、稳定,其中以锚杆锚索为核心的巷道支护成套技术现已成为一些浅部地质条件下围岩相对完整煤矿巷道的常见支护方案,锚杆锚索支... 详细信息

巷道支护技术发展至今已有150余年历史,主要经历了由被动支护向主动支护转变的过程,支护技术、工艺日趋成熟、稳定,其中以锚杆锚索为核心的巷道支护成套技术现已成为一些浅部地质条件下围岩相对完整煤矿巷道的常见支护方案,锚杆锚索支护由于其主动加固调动围岩承载能力及其良好的经济性、支护的有效性解决了浅部地质条件下各类巷道的支护问题。但随着开采深度的增加,不少采用锚杆索支护的巷道由于应力高、断面大、煤层松软破碎、构造复杂等因素影响,出现片帮、底鼓、塌顶等强烈的矿压显现现象,需要经过多次巷修依然不能保证巷道的安全使用,对巷道支护提出了更高的要求。本文以晋煤集团赵庄煤矿33192深部大断面煤巷为研究背景,综合采用现场调研、理论分析、数值模拟和工程试验等方法,针对在回采过程中两帮变形比较严重,经常发生煤壁片帮、内挤现象,致使护表构件严重弯曲损坏等问题,系统研究了深部大断面煤巷变形特征和深部大断面巷道围岩注浆改性机理并提出相对应的支护方案,具体工作如下:(1)根据现场观测对33192深部大断面煤巷围岩变形特征进行分析,局部巷道顶板下沉、煤帮破碎严重,单一锚杆索支护方法已不能满足需求,认为其巷道变形主要与巷道埋深、围岩结构、工作面采动及巷道掘进、支护方法有关,故提出锚杆锚索以及注浆的联合支护理念。(2)基于窥视法、围岩松动圈测试法确定出了煤帮破碎带的范围在0.5～2m之内,通过围岩物理力学特性实验得出了岩体试样的破坏载荷、抗拉强度、弹性模量泊松比等力学参数。(3)通过FLAC数值模拟对锚杆长度、直径、间排距、预紧力进行详细的分析,利用正交试验对各初设参数进行优化设计,通过对比极差得出各因子影响程度排序,对两种方法的锚杆支护参数进行对比,得出锚杆初步支护参数。(4)从理论上分析巷道围岩注浆改性机理,得出注浆可改善围岩强度、减小巷道围岩松动圈、改善主动支护效果,并通过力学分析推导出巷道围岩注浆力学模型,得出可通过增加注浆承载层的厚度来实现巷道围岩稳定。(5)通过FLAC数值模拟对比原支护方案和现设计支护方案,模拟各方案下巷道围岩塑性区、应力场分布、顶底板及两帮变形量等巷道围岩变化特征,得出支护设计方案的可行性。

关键词：深部大断面煤巷锚杆锚索注浆正交试验数值模拟围岩变形

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深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

矿业安全与环保 2021年第3期48卷 62-67页

作者：马新世弓培林李超太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC 3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一... 详细信息

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC 3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明:注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。

关键词：深部巷道分层掘进围岩变形注浆加固数值模拟

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两相雾化涡旋喷头及流体特性研究

煤炭技术 2022年第1期41卷 203-206页

作者：姚春波弓培林马新世太原理工大学矿业工程学院太原030024 太原理工大学湍流技术装备联合实验室太原030024

除尘效果与流体特性密切相关。介绍一种气水两相流雾化涡旋喷头及工作原理;通过外流场图像采集表征分析其涡旋特点;利用实验来研究流体的粒径、雾化角及雾化规律。研究结果表明:沿喷嘴X轴轴向距离的不断增加,索太尔平均径D_([3,2])(SMD... 详细信息

除尘效果与流体特性密切相关。介绍一种气水两相流雾化涡旋喷头及工作原理;通过外流场图像采集表征分析其涡旋特点;利用实验来研究流体的粒径、雾化角及雾化规律。研究结果表明:沿喷嘴X轴轴向距离的不断增加,索太尔平均径D_([3,2])(SMD)呈增大的趋势;沿着Y轴径向D_([3,2])呈先增大后减小,正负方向呈不对称的变化趋势;D_(10),D_(50),D_(90),D_([3,2]),D_([4,3])等表征粒径依托升高的气压不同程度变小,依托升高的水压不同程度增大;雾流前端形态依托增高的水压呈扁圆锥扇形逐渐张开,依托增高的气压先张开后聚拢,最好的雾化效果发生在雾化角随气水压力变化的2条折线相交的区域。

关键词：喷头气水雾化涡旋流体雾滴粒径雾化角雾化形态

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厚皮甜瓜新品种‘童年’

园艺学报 2020年第8期47卷 1631-1632页

作者：张会梅杜军志洪晓强马新世西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100 杨凌千普农业开发有限公司陕西杨凌712100

‘童年’是用‘07GA5’作母本,‘07GD10’作父本杂交育成的优质抗病厚皮甜瓜新品种。植株长势稳健,果实椭圆形,平均单果质量1.4 kg,果皮光滑,金黄色,果肉橘红色,中心可溶性固形物含量16%~18%,耐贮运。全生育期90~102 d,果实发育期28~32 ... 详细信息

‘童年’是用‘07GA5’作母本,‘07GD10’作父本杂交育成的优质抗病厚皮甜瓜新品种。植株长势稳健,果实椭圆形,平均单果质量1.4 kg,果皮光滑,金黄色,果肉橘红色,中心可溶性固形物含量16%~18%,耐贮运。全生育期90~102 d,果实发育期28~32 d。抗病、抗逆性较强。适应于陕西、河北、甘肃、内蒙古等地区保护地栽培。

关键词：甜瓜品种

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深部巷道让压槽钢梁技术及模拟研究

煤矿机械 2020年第6期41卷 58-60页

作者：马新世弓培林苏超姜明伟姚璇太原理工大学太原030024 辽宁石油化工大学辽宁抚顺113000 昆士兰大学澳大利亚昆士兰州4072

针对赵庄矿3308煤巷在回采过程中局部顶板中部下沉、顶板与巷帮角部突出严重,致使槽钢梁弯曲严重、锚索破断率高等问题,采用现场调研、力学分析、数值模拟等手段,提出让压槽钢梁配合锚索进行支护的方法,给予了巷道围岩适度的变形区间,... 详细信息

针对赵庄矿3308煤巷在回采过程中局部顶板中部下沉、顶板与巷帮角部突出严重,致使槽钢梁弯曲严重、锚索破断率高等问题,采用现场调研、力学分析、数值模拟等手段,提出让压槽钢梁配合锚索进行支护的方法,给予了巷道围岩适度的变形区间,解决了煤矿巷道槽钢梁剧烈弯曲的问题。初步建立高强度槽钢梁配合锚索施工技术工艺。使用有限元差分软件FLAC3D模拟获得了在让压槽钢梁的支护下顶板的应力及位移分布规律,有效控制了围岩变形,并且验证了高强度让压槽钢梁的可行性。

关键词：让压槽钢梁锚索巷道顶板 FLAC3D数值模拟

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基于涡旋效应的雾化喷头及其在选煤厂的应用

煤炭工程 2021年第9期53卷 154-159页

作者：姚春波弓培林郭建珠马新世高金杉太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学湍流技术装备联合实验室山西太原030024 山西中永通机电设备制造有限公司山西太原030024 兖州煤业股份有限公司山东济宁272102

雾化喷头的内部结构直接影响流体特性。文章详细介绍了一种具有涡旋效应的气水两相流雾化喷头及其内部结构、特性参数以及工作原理,并利用数值模拟辅助表征、研究了内部流场的多级涡旋效应。基于该喷头产生的特性流体,对马脊梁选煤厂的... 详细信息

雾化喷头的内部结构直接影响流体特性。文章详细介绍了一种具有涡旋效应的气水两相流雾化喷头及其内部结构、特性参数以及工作原理,并利用数值模拟辅助表征、研究了内部流场的多级涡旋效应。基于该喷头产生的特性流体,对马脊梁选煤厂的输煤系统进行气水雾化涡旋流体在集尘罩限定空间内降尘处理,并研究了粉尘浓度等相关参数,应用结果表明:在水压为0.24MPa,气压为0.45MPa的工况下可产生55°左右的雾化覆盖面积,单独使用喷头可达到85%以上的降尘率,配合集尘罩的系统整体降尘率可达92%以上,单个喷头耗水量低于1L/min,有效降尘的同时对煤流增湿较小,不影响煤燃烧的热效率。

关键词：雾化喷头气水雾化涡旋流体数值模拟选煤厂降尘

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厚皮甜瓜新品种红宝玉的选育

中国蔬菜 2019年第7期 85-87,I0004页

作者：张会梅洪晓强杜军志马新世西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100 陕西杨凌千普农业开发有限公司陕西杨凌712100

红宝玉是以10R15为母本、10R8为父本选育而成的中熟厚皮甜瓜一代杂种。植株长势稳健,抗病抗逆性强。全生育期95~110d(天),果实发育期30~35d(天)。果实短椭圆形,成熟后果面乳白色,单果质量约1.5kg,果肉橘红色,肉厚3.5~4.0cm,腔小不发酵,... 详细信息

红宝玉是以10R15为母本、10R8为父本选育而成的中熟厚皮甜瓜一代杂种。植株长势稳健,抗病抗逆性强。全生育期95~110d(天),果实发育期30~35d(天)。果实短椭圆形,成熟后果面乳白色,单果质量约1.5kg,果肉橘红色,肉厚3.5~4.0cm,腔小不发酵,中心可溶性固形物含量17.5%,肉质紧脆,不脱蒂,耐贮耐运。平均每667m2产量3600kg左右。适宜在山东、河北、陕西、安徽等地春季保护地设施栽培。

关键词：厚皮甜瓜红宝玉一代杂种

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极近距离煤层支架阻力分析及模拟研究

煤矿机械 2021年第5期42卷 54-57页

作者：牛奋蹄弓培林马新世太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

针对极近距离煤层工作面冒顶和支架压死等问题,以华烨煤矿4101工作面为工程背景,首先通过理论计算得出液压支架工作阻力为5 068 kN,额定工作阻力为5 600kN;然后通过数值模拟软件模拟了4^(#)煤层和4_(下)煤层支承压力的分布特征,得出当... 详细信息

针对极近距离煤层工作面冒顶和支架压死等问题,以华烨煤矿4101工作面为工程背景,首先通过理论计算得出液压支架工作阻力为5 068 kN,额定工作阻力为5 600kN;然后通过数值模拟软件模拟了4^(#)煤层和4_(下)煤层支承压力的分布特征,得出当推进至80 m左右时,4^(#)煤开采会使采空区应力向两侧转移,形成压力拱,对4_(下)煤层起保护层作用,此时液压支架最大工作阻力为5101kN,模拟与理论基本一致;最后通过工程应用分析了支架的适用性,为液压支架的选择提供参考。

关键词：极近距离煤层工作面冒顶支架阻力数值模拟

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厚皮甜瓜新品种美丽脆

西北园艺 2022年第9期 51-52页

作者：张会梅马新世郭智勇杜军志西北农林科技大学园艺学院杨凌千普农业开发有限公司西安市阎良区农技推广中心

网纹类厚皮甜瓜香气浓郁、口感脆甜、耐贮运，设施栽培面积逐年上升，市场上现有品种不耐低温弱光、品质差、生育期长、抗逆性差，难以满足市场需求，因此我们制定了“耐低温弱光、优质、早熟、耐贮运”的育种目标，育成了优质、早熟、...

网纹类厚皮甜瓜香气浓郁、口感脆甜、耐贮运，设施栽培面积逐年上升，市场上现有品种不耐低温弱光、品质差、生育期长、抗逆性差，难以满足市场需求，因此我们制定了“耐低温弱光、优质、早熟、耐贮运”的育种目标，育成了优质、早熟、耐贮运厚皮网纹甜瓜新品种美丽脆。该品种自2018年育成以来，已在陕西阎良、蒲城、大荔以及内蒙古、宁夏的部分地区推广种植3 500 hm2,平均每亩产量达3 900 kg，亩收入1.36万元以上。

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