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中厚煤层沿空留巷底鼓机理的研究

更新时间:2009-03-28

1 引言

在我国,大多沿空留巷都面临着底鼓问题的困扰,采矿界对其发生的机理和控制进行了大量的研究,并取得了一定的成果。华心祝等[1]对影响沿空留巷底鼓的因素进行分析,建立力学模型,分别计算了不同底板厚度和不同巷道宽度时巷道的底鼓量,总结变化规律,并提出相应的防控措施;李胜等[2]针对综放沿空留巷底鼓严重的问题,分析了沿空留巷底鼓的变化规律,推导出计算底鼓变形的公式,并提出控制对策,在现场取得了良好的效果;徐营等[3]根据现场检测数据,总结沿空留巷的底鼓特性,发现沿空留巷的底鼓大多发生在一次采动和二次采动之间,并对产生的原因进行了详细阐述,进一步完善了沿空留巷技术;乔懿麟等[4]利用理论计算和数值模拟软件,对沿空留巷中底鼓的非对称性变形进行了分析研究,并据此提出了底板支护的优化方案;李志华等[5]利用数值模拟软件,对不同强度的顶底板下底鼓变形特征进行分析,结果表明,在软岩巷道围岩变形受采深变化影响更加明显,并在现场实践中得到验证。本文根据某矿沿空留巷实际情况,对影响其底鼓变形的各因素进行分析研究,并计算得到变形量,提出相应控制措施。

2 工程背景

某矿2205工作面主采2号煤层,煤层厚度为1.7~2.3m,平均2.0m,含有有1~2层夹矸,夹矸岩性为泥岩,为结构简单的中厚煤层,煤层倾角为2°~10°,平均5°,为近水平煤层。工作面走向长1050m,倾向长220m,埋深约400m。

工作面运输巷采用沿空留巷技术,巷道为矩形断面,断面宽为4m,高为3m,巷旁充填体采用高水材料,充填体宽度为2.5m,高度为2m。现针对巷道的底鼓问题进行计算和研究,为类似条件下巷道的底鼓治理提供一定借鉴价值。

3 影响底鼓的因素

影响沿空留巷底鼓变形的因素有很多,其中,占主要位置的有以下5个因素:巷道宽度(U1)、老底弹性模量(U2)、充填体宽度(U3)、充填体对底板压力(U4)和煤壁塑性区宽度(U5)。下面利用AHP层次分析法对各因素所占权重进行分析计算。

1.3.1 对照组20例患儿给予常规护理,(1)护理人员应为患儿提供安静、舒适的住院诊疗环境,嘱患儿充分卧床休息直至水肿消退。(2)对患儿日常饮水,糖、盐摄入量进行有效控制,在治疗过程中给予患儿低盐(或无盐)、低蛋白饮食,对于水肿严重且尿少患儿应限水。(3)护理人员循医嘱给予患儿临床用药,患儿用药后护理人员应检测患儿血压、心率,避免患儿用药后出现不良反应。

4.高新技术企业更愿意将研发支出资本化。其原因在于,为了鼓励企业自主创新,国家在税收上对高新技术企业给予一定程度的税收优惠,因此高新技术企业有着更强的动机进行无形资产研发资本化。

由表2可看出,在5种因素中,所占比重最大的为巷道宽度(42%),最小的为煤壁塑性区宽度(5%),所占比重由大到小依次为巷道宽度、老底弹性模量、充填体宽度、充填体对底板压力、煤壁塑性区宽度。

计算各因素所占权重,并做归一化处理,归一化矩阵,见表2。

1.如为引种的后备母猪,进场第一周于饲料中适当添加一些抗应激药物如“解毒应激(VC、环丙预混剂)”、“免疫干扰素(70%黄芪多糖和盐酸环丙沙星可溶性粉)”等,有条件时在饮水中添加适量“口服补液盐”等则效果更佳。

 

表1 评价矩阵

  

因素 U1 U2 U3 U4 U5 U1 1 2 3 5 6 U2 1/2 1 2 4 5 U3 1/3 1/2 1 3 4 U4 1/5 1/4 1/3 1 3 U5 1/6 1/5 1/4 1/3 1

 

表2 归一化矩阵

  

U1 U2 U3 U4 U1 0.45 0.51 0.49 0.37 U2 0.23 0.25 0.33 0.29 U3 0.15 0.13 0.16 0.23 U4 0.09 0.06 0.05 0.08 U5 0.08 0.05 0.04 0.03 U5 W’0.32 2.12 0.26 1.36 0.21 0.88 0.16 0.44 0.05 0.25 W 0.42 0.27 0.17 0.09 0.05

首先,根据收集相关资料并请教有关专家,确定评价矩阵,见表1。

A certain phonological awareness is vital for learning to read.And the progress of reading skills also play an essential role in enhancing phonological awareness.

利用矩阵特征值对所得结果做一致性检验。

 

其最大特征值为:

 

岩石扩容产生的底鼓量是巷道底鼓变形的主要组成部分。通过滑移线场理论,建立巷道底板破坏的力学模型,如图1所示。

 

扩容产生的底鼓量d2与底板最大破坏深度的关系为:

4 底鼓量的计算

一般地,沿空巷道的底鼓量主要由以下4个部分组成:底板的弹塑性变形、扩容、蠕变和水理作用。下面,分别对各因素形成的底鼓量进行计算。

4.1 弹塑性变形引起的底鼓量

由于对矩形巷道围岩变形的计算较为复杂,可将其简化为双向均质的圆形巷道,利用弹塑性力学理论,其围岩位移表达式如式(1)所示。

 

式中:d1为弹塑性变形引起的底鼓量,mm;r0为巷道半径,利用等效半径代替中,S为巷道面积;φ为底板岩层内摩擦角,取25°;p为原岩应力,取10MPa;C为内聚力,取2.2MPa;pi为支架的支护阻力,取0MPa。代入数据,可得d1=14.1mm。

式中:M为煤层采高,取2.0m;ξ为三轴应力系数,且=2.5;K为应力集中系数,取 3;γ为岩层平均容重,取0.025 MN/m3;H为埋深,取400m;f为摩擦因数,取0.2;其余符号含义与前面相同。将数据代入,得Dmax=4380mm。

4.2 扩容引起的底鼓量

进行一致性检验,检验指标CI为:

 

由图1可知,底板破坏最大深度Dmax为

 

广东省所强化监督做标准,不断将药检创新力转化为监管战斗力。目前检验检测能力项1733项,已参与金银花、银杏叶等应急检验案件30多起,涉案检验近200个品种,为行政监管提供了强有力的技术支撑。

式中:RI为平均随机一致性指标,查表取1.12。通过计算可知,所得结果满足一致性检验。

 

底板遇水膨胀产生的底鼓量d4为:

4.3 蠕变引起的底鼓量

在一次采动影响与二次采动影响之间,巷道底板产生的底鼓变形以蠕变为主,其变形量与保持稳定的时间有关,根据为:

 

式中:G为剪切模量,取0.49GPa;t为巷道稳定时间,取300d;为粘结系数,取4.5GPa;其余符号含义与前面相同,则可计算得出d3=247mm。

4.4 水理作用引起的底鼓量

式中:N为岩石碎涨系数,取0.1。代入数据,可得d2=438mm。

 

式中:Ks为膨胀系数,取0.12;R0为遇水软化后的底板抗压强度,取10.8MPa;其余符号与前面相同,则计算可得d4=196mm。

根据直线斜率的定义,由α2=90° +α1得到tan α2=tan (90° +α1)是第一反应,当此路不通时,转而想到①②则是深一层的反应,是思维深化的表现.

因此,综上所述,巷道底板的底鼓量为:

 

5 结 论

根据某矿沿空留巷实际地质资料,利用理论计算的方法,对巷道底鼓变形进行分析研究,得到以下结论:

以Pd(OAc)2/Cu(OAc)2为组合催化剂,无任何配体条件下,苯并恶唑与溴苯为反应底物,考察不同碱对反应的影响.当反应条件为:1(1.0 mmol),2(1.2 mmol),Pd(OAc)2(摩尔分数5%),Cu(OAc)2(摩尔分数10%),碱(2.0 mmol),甲苯(3 mL),110 ℃,在空气中反应3 h,结果如表2.

(1)利用层次分析法,对影响沿空留巷底鼓变形的6个因素进行权重计算,各因素所占比重由大到小依次为巷道宽度、老底弹性模量、充填体宽度、充填体对底板压力、煤壁塑性区宽度。

(2)巷道底鼓量由弹塑性变形、扩容、蠕变和水理作用4个部分组成,分别对其进行计算,得到巷道底鼓量为895.1mm。

参考文献:

[1]华心祝,卢小雨,李迎富.深井大断面沿空留巷底鼓防控技术[J].煤炭科学技术,2013,41(9):100-104.

[2]李胜,范超军,罗明坤,等.综放沿空留巷底鼓变形及其控制研究[J].中国安全科学学报,2015,25(7):116-122.

[3]徐营,周辉,柏建彪,等.沿空留巷底鼓特性与控制方法研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(S2):4235-4243.

[4]乔懿麟,黄克军,耿耀强,丁国峰.采动影响下沿空留巷底板非对称性底鼓变形研究[J].煤炭技术,2017,36(7):94-96.

[5]李志华,华心祝,李迎富.不同顶底板强度下深部沿空留巷围岩变形特征[J].煤炭工程,2016,48(5):91-93,97.

 
张彦峰
《煤矿现代化》 2018年第04期
《煤矿现代化》2018年第04期文献

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