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通过骨料灌注法进行动水巷道截流堵水是矿井淹没后进行救援和复矿的重要方法。为研究骨料灌注截流堵水机理,基于水头高度、流速、巷道尺寸、倾角、糙度、骨料粒径、灌注速度等因素建立大型骨料灌注截流试验平台,并依托平台进行单孔、多孔灌注试验,分析动水巷道骨料运移堆积规律。结果表明:骨料正常灌注期间堆积体具有向下游运移生长的特性,迎水面和背水面由涡流控制的坡脚形态存在差异化现象;低流速条件下骨料会快速接顶且孔间存在空腔,高流速条件下孔间堆积体逐渐接龙、灌注量在下游相互叠加;残余过水通道沿截面呈U形分布,存在扰流接顶效应、空气掏蚀效应、堵孔效应、溃坝冲刷效应等典型动力学现象;结合解析法和数值法,对骨料颗粒的起动速度及典型现象进行计算和模拟,验证了试验平台的可靠性;通过浆液灌注实验验证浆液配比和骨料粒径对注浆效果存在重要影响,浆液在骨料堆积体中存在“上多下少”的空间分带性。试验平台的研制对截流堵水工程技术优化具有指导意义。 相似文献
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突水溃沙是西部矿井地质灾害的主要类型之一,为研究突水溃沙灾害的临界判据与水沙运移特征,以榆横矿区含水层风积沙为例,采用自主研发的水沙两相高速渗流试验设备,对4种不同粒径范围的风积沙进行了沙粒起动试验和溃沙试验,对混合风积沙进行了水沙两相高速渗流试验。得到了影响突水溃沙的2个临界速度条件：第一临界速度即沙粒起动速度,为0.38～1.26 mm/s;第二临界速度即溃沙临界速度,为2.48～3.54 mm/s。试验结果表明：体积膨胀是沙粒群起动的必要条件,突水溃沙灾害是起动的风积沙由量变逐步积累到质变的物理过程,分为3个阶段：（1）水携沙流动,（2）水沙混合流动,（3）沙携水流动。沙粒起动是水动能转变为沙动能的过程,溃沙时水沙混合流体运动表现为颗粒群浓度波传播的特征,沙粒间通过碰撞的形式传递能量。溃沙速率随初始水力梯度的增大呈指数增长,单位时间内溃沙量随水力梯度的增大而呈线性增加。 相似文献
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为解决煤矿坍塌巷道的救援难题,提高坍塌巷道大直径救援孔的钻进速度,提出了采用顶管工艺进行大直径钻孔施工。通过布置在硐室内的主顶装置,推动可以接续的管节及刀盘,对坍塌岩体完成破岩及排渣作业,最终形成由顶管管节组成的救援通道。研发了坍塌岩体条件下的大开口复合刀盘,由10把切刀、10把滚刀及2把刮刀组成,开口率为40%,能够满足大粒径渣石快速破碎的需求。研发了小直径顶管救援装备驱动系统及外周驱动、破排一体的新型排渣系统,主要结构包括出渣管、行星减速器、大齿轮、刀盘、电机等,电机带动刀盘及出渣管转动,出渣管内部焊接有螺旋的排渣条,煤岩破碎后进入刀盘,再由排渣管连接刮板机进行连续出渣,最大排渣粒径为300 mm,能够解决大流量大颗粒排渣需求和排渣系统小空间布置困难的问题。搭建了坍塌巷道的堆积体试验环境,完成煤矿顶管救援装备的工业性试验,顶进距离为102.5 m,折合日进尺为43.92 m,形成内径1 575 mm的救援通道,并实测得出顶进过程中的刀盘转矩和推进力的变化趋势。研究成果对提升我国应急处置与救援装备技术水平,对灾变条件下最大程度减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。 相似文献
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为改善空气潜孔锤反循环钻进技术在大口径嵌岩桩施工中的应用效果,运用Fluent软件对嵌岩桩施工用反循环钻头底喷孔水平倾角θd和扩压槽水平倾角θk做了进一步的分析和研究,得到θd和θk对反循环钻头抽吸系数ω的影响规律。在分析中发现原有反循环钻头中心贯通孔结构设计中的不足之处,并进行了优化,优化后的反循环钻头抽吸效果明显增强。采用优化后的结构加工了一个直径为660 mm的反循环钻头,并进行现场钻进试验,试验效果良好,平均钻进效率为6.00 m/h,成功嵌入微风化岩层表面,能够满足嵌岩桩施工对嵌入微风化岩层和孔壁稳定、无塌孔的要求。 相似文献
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桩基会由于隧道或基坑开挖、打桩顺序不当等原因而倾斜。实际工程中经常遇到桩局部倾斜的情况,例如上段桩发生弯曲与倾斜,下段桩则仍然保持竖直。在已经完成的整体倾斜桩现场试验及有限元分析基础上,建立了桩身局部倾斜的有限元模型,对局部倾斜桩的承载力进行有限元分析。分析结果表明：算例条件下相同竖向荷载作用时,垂直度在5 %以内的局部倾斜桩的桩顶沉降均小于竖直桩的桩顶沉降;垂直度超过5 %时局部倾斜桩的桩顶沉降大于竖直桩的桩顶沉降。相同竖向荷载作用下垂直度为7 %以内局部倾斜桩的桩顶沉降均小于相同垂直度整体倾斜桩的桩顶沉降,超过7 %后局部倾斜桩的桩顶沉降大于整体倾斜桩的桩顶沉降。对于局部倾斜桩,由上段倾斜桩传递到垂直度转折点处的轴力将对下段竖直桩产生水平向推力。当垂直度转折点深度在反弯点以下时,水平向推力将导致下段竖直桩产生更大的反向挠曲变形和弯矩,使竖向荷载作用下桩顶水平位移增加,使桩更易于因为水平弯曲变形过大而破坏。 相似文献
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通过模型试验研究了竖向荷载作用下砂土中斜桩的荷载传递性状,分析了桩身倾角及长径比对斜桩桩身轴力、弯矩、剪力、桩侧摩阻力及端阻比的影响。试验结果表明：在桩顶竖向荷载作用下,斜桩桩身轴力均小于相应直桩桩身轴力,桩身倾角越大,轴力沿深度衰减得越快,桩长径比越大,轴力沿深度衰减得也越快;斜桩桩身最大弯矩随桩身倾角及长径比的增加而增加,最大弯矩出现的深度与桩身倾角无关,只与长径比相关;不论桩身倾角及长径比的大小,斜桩桩身最大剪力均出现在桩顶截面处,桩身最大剪力随着桩身倾角的增加而增大;桩身倾角越大,斜桩最大摩阻力越大,长径比越大,斜桩最大摩阻力越小,斜桩最大摩阻力出现在桩顶下1/4～1/5桩长处;斜桩端阻比随着桩顶竖向荷载的增加而增大,随着桩身倾角及长径比的增加而减小。 相似文献
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煤矿突水事故时有发生,易造成重大人员财产损失,而优化突水救援路径,将提高矿井突水灾害应急救援能力,降低突水危害。本文采用无向图和邻接表对矿井巷道网络进行描述和存储,根据巷道水位高度与井下人员身高的比值计算巷道安全系数,进而求解巷道等效长度,据此,使用优化SPFA算法进行单源路线搜索,提出矿井突水救援路线模型,并给出最优救援路线。以王家岭矿的巷道拓扑网络结构为基础进行仿真分析,结果表明,基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型可以正确地计算出单源最优路线。该方法综合考虑了工作人员被井巷塌方或水流所阻而不可通行的复杂情况,为实现快速有效的事故抢险提供了可靠的技术支持。 相似文献
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The basic objectives of mine roadways are to provide sufficient cross sections to accommodate equipment, transport, personnel travel and ventilation. However, many roadways become damaged to the extent of needing maintenance, generally dinting, and in some cases requiring re-ripping. Strata conditions play important effects on stability of roadways and other mining activities. Weak rocks cause excessive roadway closures, and water softens some rocks and worsens the closure problem. Therefore, study on effect of mine water on the stability of underground coal mine roadways is important for underground coal mine development. A scientific discussion on the effect of water on the stability of roadways is given on the basis of results obtained by means of field investigation and laboratory tests. Based on analysis, rock in saturated condition has only between 0.19 to 0.49 of its compressive strength and 0.17 to 0.59 of its tensile strength in dry condition. Among the coal measures rock in research area, water has the most obvious effect on the strength reduction of shale. The slaking behavior of shale has also been the worst among the other. Field investigation of roadway driven in shale shown vertical closure in the wet and dry condition area reached 40–60 and 5–15 cm respectively, in 30 days after the drivage. Among the measures, drainage is considered to be the most economical and simplest method to reduce the water content in the rocks or the rock masses. 相似文献
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Ahmed M. Fahmy John R. de Bruyn T. A. Newson 《Geotechnical and Geological Engineering》2013,31(5):1525-1542
Two-dimensional plane strain finite element analysis has been used to simulate the inclined pullout behavior of strip anchors embedded in cohesive soil. Previous studies by other researchers were mainly concerned with plate anchors subjected to loads perpendicular to their longest axis and applied through the centre of mass. This paper investigates the behavior of vertical anchors subjected to pullout forces applied at various inclinations with respect to the longest anchor axis, and applied at the anchor top and through the centre of mass. The effects on the pullout behavior of embedment depth, overburden pressure, soil–anchor interface strength, anchor thickness, rate of clay strength increase, anchor inclination, load inclination and soil disturbance due to anchor installation were all studied. Anchor capacity is shown to increase with load inclination angle for anchors loaded through the centre of mass; greater effects are found for higher embedments. The results also show that anchor capacity improves at a decreasing rate with higher rates of increase of soil shear strength with depth. In addition, the capacity of vertically loaded anchors is shown to approximately double when the soil–anchor interface condition changes from fully separated to fully bonded. Similarly, disturbed clay strengths adjacent to the anchor following installation cause a significant reduction in anchor capacity. The results showed a significant effect of the point of load application for anchors inclined and normally loaded. The effects of other parameters, such as anchor thickness, were found to be less significant. 相似文献
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采用系统抽样的方法, 对兰州南北两山砾质红砂土和灰钙土喷播种植的油蒿进行了统计分析评价. 结果显示: 油蒿表现出对兰州南北两山瘠薄土壤非宜林地的广泛适应性. 砾质红砂土生长3 a生油蒿, 水平沟内, 油蒿地茎以5~10 mm为主, 高度以100~160 cm为主, 平均盖度达到90%以上, 密度达到17株·m-2; 人工整地形成的60°以上斜坡, 油蒿地茎以0~5 mm为主, 高度以80~100 cm为主, 平均盖度达到80%, 密度达到30株·m-2; 坡度大于60°天然陡坡面, 油蒿地茎以0~5 mm为主, 高度以20~40 cm为主, 平均盖度达到20%, 密度达到25株·m-2; 45°塌陷缓坡虚方区域, 油蒿地茎以5~10 mm为主, 高度以60~80 cm为主, 平均盖度达到60%, 密度达到43株·m-2. 灰钙土60°人工陡削坡面5 a生油蒿: 油蒿地茎从上坡到下坡, 上坡位地茎小于4 mm, 下坡位地茎接近25 mm, 坡面以地茎4~9 mm为主, 高度以40~80 cm为主. 油蒿盖度上坡位达到40%, 密度达到16株·m-2; 下坡位, 油蒿盖度达到48%, 密度达到12株·m-2. 油蒿在兰州南北两山绿化中, 随土壤水分, 植物盖度和密度的关系表现为: 大的覆盖度以个体大冠幅, 总体密度小为特征; 小的覆盖度以个体小冠幅, 总体密度大为特征. 相似文献
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高浓度浆液注入到采空区后形成充填墩台，墩台搭接尺寸将影响其上覆承载力。为掌握搭接尺寸对上覆承载力影响规律，选取水泥为胶结材料，标准砂为骨料，配制高浓度浆液，并利用3D打印技术制模制作墩台试样，进行单轴抗压试验。结果表明，单个墩台在顶面面积和高度一定时堆积角度越小极限承载力越大；堆积角30°和45°的搭接墩台试样的极限承载能力均在对应的单个墩台的2.0~3.5倍范围，试样硬化后，搭接墩台试样的极限承载力随着搭接尺寸的增加呈先增大后减小的趋势；采用墩台充填的方式进行采空区治理时，合理设置注浆孔间距，使所注浆液在采空区内部形成搭接墩台群，其承载效果优于均匀分布的单个墩台；堆积角30°搭接墩台的场地承载力整体优于堆积角45°的搭接墩台；采空区内取充填堆积角30°搭接墩台，且注浆孔间距为极限搭接尺寸的38.5%时，治理场地内整体承载力最大。研究成果将为高浓度浆液部分充填治理采空区的工程实施提供依据。 相似文献