CN114419982B - 软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 - Google Patents
软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114419982B CN114419982B CN202111631096.8A CN202111631096A CN114419982B CN 114419982 B CN114419982 B CN 114419982B CN 202111631096 A CN202111631096 A CN 202111631096A CN 114419982 B CN114419982 B CN 114419982B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- model
- roadway
- goaf
- bearing plate
- coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 148
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 69
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 58
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 39
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 14
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 10
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 6
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000004379 similarity theory Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B25/06—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for surveying; for geography, e.g. relief models
Abstract
本发明公开了一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法，涉及巷道变形破坏模拟试验技术领域。本发明根据煤矿工作面的实际参数与模型试验系统的尺寸确定相似比尺，建立与现场工程情况相同的留煤柱采空区巷道变形破坏模型，留煤柱采空区巷道变形破坏模型内等效设置有与现场情况相同的模拟巷道和采空区，模拟巷道上预制有切缝，利用模型试验系统对试验模型进行应力加载，观察应力加载过程中巷道模型的变形破坏情况和收敛规律，获取试验模型的围岩变形规律和围岩应力演化规律，分析切缝对于巷道的保护效果。本发明直观地揭示了软岩动压巷道的变形破坏机理，有利于指导控制软岩动压巷道的变形，提高煤矿的开采效率。
Description
技术领域
本发明涉及巷道变形破坏模拟试验技术领域，具体涉及软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法。
背景技术
迄今为止，煤炭作为主体能源对于促进我国国民经济发展已经起到了非常巨大的作用，我国经济发展在未来一段时间内依旧会在较大程度上依赖煤炭资源。我国煤炭资源主要赋存于东部、中部和西北部地区，但中东部地区的煤炭产量日益衰减，而西北部地区煤炭资源储量丰富，具有很大的开采潜力。西北部地区的煤炭资源主要赋存条件为弱胶结软岩地层，煤层顶底板以泥岩和砂质泥岩为主，物理力学性能较差，受煤层开采动压的影响巷道极易发生变形破坏，支护结构失效，影响工作面的正常推进和皮带的正常运转，直接影响煤矿的开采效率；同时，巷道破坏后需要不断返修、进行二次甚至三次支护，更增加了煤矿的生产成本。
国内外众多专家学者对于动压巷道的强烈变形破坏进行了大量的工作，通过研究动压巷道变形破坏机理，得到了多种研究成果，提出了多种巷道的变形破坏和稳定性控制理论，成效显著。但是，相关研究并没有从本质上解决软岩动压巷道持续收敛破坏、不断返修加固、生产成本居高不下的问题。因此，对于软岩动压巷道变形机理的研究仍然任重道远。
针对软岩动压巷道变形机理的研究，必须紧紧围绕巷道围岩的变形破坏规律、围岩应力演化规律进行。地质力学模型试验作为一种研究手段，其主要依据相似理论，推导合理的相似比尺，选择合适的材料和支护构件，布设理想的监测传感器，对现场进行相似研究。通过开展地质力学模型试验，观测模型巷道内部的变形破坏情况，利用模型巷道分析围岩变形破坏规律和应力演化规律，更加直观和便利的在宏观上把握软岩动压巷道的变形破坏机理，获得巷道围岩位移场和应力场的变化，从而推动软岩动压巷道变形机理的研究。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法，实现了对于留煤柱采空区巷道变形破坏过程试验模拟，通过实时监测巷道模型的内部情况及围岩应力，分析巷道顶板切缝对于巷道模型围岩变形及应力演变规律的影响，从根本上揭示了回采软岩巷道切缝卸压护巷机理，有利于指导控制软岩动压巷道的变形，提高煤矿的开采效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统，包括模型试验台、应力加载系统、测量数据采集系统和控制系统；
所述模型试验台是由前侧板、后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板围成内部中空的长方体结构，模型试验台内部设置有试验模型，试验模型内设置有巷道模型、新采空区模型和老采空区模型；
所述测量数据采集系统设置于模型试验台内部，包括土压力盒、单点位移计、摄像机和微型收敛位移计，土压力盒和单点位移计均设置于巷道模型外部，摄像机和微型收敛位移计均设置于巷道模型内部；
所述应力加载系统包括千斤顶和加载板，加载板分别设置于试验模型与模型试验台的后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板之间，加载板与试验模型相紧贴，加载板上设置有多个千斤顶，千斤顶呈阵列分布，一端与加载板相连接，另一端与模型试验台相连接；
所述控制系统分别与应力加载装置和测量数据采集系统相连接。
优选地，所述后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板均由多块方形厚板与横向支板、纵向支板正交焊接而成，下承压板分别与左承压板、右承压板和后承压板焊接连接，上承压板与左承压板、右承压板、前侧板和后承压板之间均采用螺栓连接，前侧板与上承压板、下承压板、左承压板和右承压板之间均采用螺栓连接。
优选地，所述加载板上设置有引线孔。
一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，采用如上所述的模型试验系统，具体包括以下步骤：
步骤1，根据煤矿的工作面参数，得到实际巷道的结构参数、地质力学信息、采空区设计参数和巷道支护设计参数，结合模型试验台的尺寸计算相似比尺，确定留煤柱采空区巷道变形破坏模型的模型参数，得到巷道模型、新采空区模型、老采空区模型和切缝模型的结构参数以及巷道模型支护参数；
步骤2，根据煤矿工作面所处岩层的原岩力学参数，结合相似比尺，确定模型试验填料的组成成分和配比，制备模型试验填料；
步骤3，根据巷道模型结构参数和巷道模型支护参数，制备巷道模型，具体包括以下步骤：
步骤3.1，根据巷道模型的结构参数，确定巷道模型的断面尺寸，将模拟试验台的宽度作为巷道模型的轴向长度，结合巷道模型的断面尺寸和轴向长度，利用速凝石膏制作内部中空的巷道模型本体；
步骤3.2，将分隔钢板分别沿巷道模型本体的竖直中心线和水平中心线插入巷道模型本体内部，再将多根支撑柱插入巷道模型本体内部，支撑柱的轴向方向与巷道模型本体的轴向方向一致，支撑柱与巷道模型本体内壁之间的空隙内充填砂浆，分隔钢板和支撑柱上均设置有多个穿线孔，穿线孔中固定有牵引线；
步骤3.3，在巷道模型本体外壁上包裹多层保鲜膜，各层保鲜膜之间涂抹润滑油，在巷道模型本体外壁上均匀涂抹石膏后，将钢丝网套紧套于巷道模型本体外壁，结合巷道模型支护参数，根据锚杆模型和锚索模型的间排距，在定位板上预设锚杆孔，将定位板固定于巷道模型本体外壁后，利用锚固剂将锚杆模型和锚索模型固定于锚杆孔内，锚杆模型和锚索模型表面均设置有左旋螺纹；
步骤3.4，将快硬石膏均匀涂抹在铁丝网套上，当巷道模型本体外壁上的石膏层厚度达到2cm时，停止涂抹快硬石膏，对巷道模型本体外壁进行刮平处理，制得巷道模型；
步骤4，根据新采空区模型的结构参数和老采空区模型的结构参数，分别制备新采空区模型和老采空区模型；
步骤5，根据切缝模型的结构参数，制作切缝模型，切缝模型由两块表面光滑的铝板和夹于两块铝板之间的多根钢丝组成，钢丝表面均匀涂抹有润滑油，两块铝板边缘处通过可拆卸的固定夹相固定；
步骤6，根据巷道模型结构参数在巷道模型内选取多个监测断面，确定各监测断面的位置，分别针对各监测断面安装土压力盒和单点位移计，将各土压力盒和单点位移计与控制系统相连接；
步骤7，拆除上承压板，向模型试验台内充填模型试验填料，当模型试验填料充填至设定高度时，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型的模型参数，将巷道模型、新采空区模型和老采空区模型置于模型试验台内，再将切缝模型预埋于巷道模型顶部，继续向模型试验台内充填模型试验填料，边充填模型试验填料边拆除切缝模型上的固定夹，直至模型试验台内部充满模型试验填料，压实模型试验填料制得留煤柱采空区巷道变形破坏模型；
步骤8，拆除模型试验台的前侧板，利用分隔钢板上设置的牵引绳，将分隔钢板从巷道模型内部抽出，使得巷道模型内部形成间隙，再将支撑柱从巷道模型内抽出形成模拟巷道，在模型巷道内安装摄像机和微型收敛位移计，并将摄像机和微型收敛位移计与控制系统相连接，再将切缝模型中的钢丝抽出，形成模拟切缝后，依次将老采空区模型和新采空区模型从巷道变形破坏模型中抽出，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型内形成模拟采空区；
步骤9，将加载板、上承压板、前侧板安装于模拟试验台上，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型试验的加载设计方案，利用控制系统控制应力加载系统分别控制上承压板、下承压板、左承压板、右承压板和后承压板对留煤柱采空区巷道变形破坏模型进行应力加载；
步骤10，利用模拟巷道内部的摄像机和微型收敛位移计获取应力加载过程中模拟巷道的内部情况和收敛量，分析模拟巷道变形规律，同时，利用单点位移计和土压力盒测量应力加载过程中围岩的移近量和应力值，分析围岩应力演化规律，综合巷道变形规律和围岩应力演化规律，确定切缝卸压对于巷道的保护效果；
步骤11，利用控制系统控制应力加载系统卸除施加于巷道变形破坏模型上的应力，结束试验。
优选地，所述步骤1中，相似比尺包括几何相似比尺CL、应力相似比尺Cσ、应变相似比尺Cε、位移相似比尺Cδ、弹性模量相似比尺CE、泊松比相似比尺Cμ、容重相似比尺Cγ和摩擦角相似比尺
其中，几何相似比尺CL计算公式为：
式中，LP表示巷道模型的长度，单位为m；Lm表示实际巷道的长度，单位为m；
几何相似比尺CL、应力相似比尺Cσ和容重相似比尺Cγ之间的相似关系，如式(2)所示：
几何相似比尺CL、位移相似比尺Cδ和应变相似比尺Cε之间的相似关系，如式(3)所示：
应力相似比尺Cσ、应变相似比尺Cε和弹性模量相似比尺CE之间的相似关系，如式(4)所示：
应变相似比尺Cε、摩擦角相似比尺和泊松比相似比尺Cμ均为无量纲相似比尺，
优选地，所述新采空区模型和老采空区模型均设置为内部中空的箱体结构，箱体顶面和底面上均设置有多个穿线孔，穿线孔内固定有牵引线，箱体顶面与底面之间均匀设置有多根承压柱，承压柱设置为层状结构，由两侧的承压木板和夹于承压木板之间的承压铁片组成，承压木板和承压铁片上均设置有穿线孔，穿线孔内固定有牵引线。
优选地，所述牵引线采用铁丝或钢丝制成。
优选地，所述步骤8中，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型中抽取老采空区模型和新采空区模型时，先将承压铁片从箱体结构内抽出，再利用牵引线将箱体结构整体从留煤柱采空区巷道变形破坏模型中取出。
本发明所带来的有益技术效果：
1、本发明根据相似比尺对实际煤矿的工作面进行缩放，在实验室中建立包括新采空区、未推采煤层、巷道、煤柱和老采空区的试验模型，通过对试验模型进行应力加载试验，获取巷道模型内部的变形破坏情况，利用巷道模型分析围岩变形破坏规律和应力演化规律，揭示了软岩动压巷道的变形破坏机理，确定切缝卸压对于巷道围岩受力状态的改善效果，有利于提高巷道围岩的稳定性，降低巷道的返修率。
2、本发明制作巷道模型时采用先进行巷道内部复喷，复喷后安装巷道模型支护构件，最后再对巷道模型进行初喷的方式，不同于以往的巷道模型制作时采用先进行开挖，后进行初喷、挂网、安装巷道模型支护构建、复喷的方式，充分考虑了模型试验台对于巷道模型尺寸和进深的限制，并且，以往的模型试验中均是将巷道模型预制好后埋入模型试验台中，而巷道模型埋入模型试验台后，需要对覆盖于巷道模型上的模型试验填料进行夯实，由于预制巷道模型内部中空，夯实过程易于造成巷道模型的变形垮塌，而本发明通过在巷道模型内部充填支撑柱，利用支撑柱支护巷道模型，使得夯实过程中巷道模型能够为模型试验填料提供足够的支撑力以及避免巷道模型产生严重的变形。
3、本发明巧妙地在巷道模型内部沿竖直中心线和水平中心线设置分隔钢板，在模型试验填料夯实后，通过利用牵引线将分隔钢板从巷道模型内部抽出，使得巷道模型内部形成间隙，方便在填料后轻松将支撑柱从巷道模型中取出，大大节约了试验时间。本发明还巧妙地在模型试验中设置了切缝模型，通过在光滑铝板之间夹设铁丝，随模型试验填料时埋于巷道模型顶板后，将铁丝从铝板间抽出在试验模型中形成切缝，实现了对切缝卸压护巷的模拟，为回采动压软岩切缝卸压护巷机理的研究奠定了基础。
4、本发明不同于传统模型试验提前开挖采空区，通过预制采空区模型，先将采空区模型埋入模型试验填料中，待模型试验填料夯实后再将采空区模型取出，避免了采空区在未正式加载应力和监测前发生垮塌导致巷道模型变形，保证了模型试验的正常开展，有利于获取更加贴近现场真实情况的试验数据。
附图说明
图1为本发明模型试验系统的结构示意图。
图2为本发明留煤柱采空区巷道变形破坏模型的内部结构示意图。
图3为本发明巷道模型支护结构示意图。
图4为本发明巷道模型内部分隔钢板结构的示意图。
图5为本发明采空区模型的结构示意图。
图6为本发明模型试验中单点位移计和微型压力盒的埋设位置示意图；图6中ST1～ST28依次对应编号为1～28的微型压力盒，D1～D18依次对应编号为1～18的单点位移计。
图7为本发明各微型收敛位移计收缩量随模拟地应力的变化规律图。
图8为本发明不同监测断面的巷道围岩移近量；图8(a)为不同监测断面巷道围岩2cm处的竖向移近量，图8(b)为不同监测断面巷道围岩深部的竖向移近量，图8(c)为不同监测断面巷道围岩2cm处的水平移近量，图8(d)为不同监测断面巷道围岩深部的水平移近量。
图9为本发明巷道模型围岩应力随应力加载的变化规律；图9(a)为巷道模型顶板2cm处各断面围岩应力，图9(b)为巷道模型顶板12cm处各断面围岩应力，9(c)为巷道模型底板2cm处各断面围岩应力，9(d)为巷道模型底板12cm处各断面围岩应力，9(e)为巷道模型右帮2cm处各断面围岩应力，9(f)为巷道模型右帮12cm处各断面围岩应力，9(g)为巷道模型左帮2cm处各断面围岩应力，9(h)为巷道模型左帮12cm处各断面围岩应力。
图中，1、模型控制台，2、巷道模型本体，3、新采空区模型，4、老采空区模型，5、锚杆模型，6、切缝模型，7、千斤顶，8、加载板，9、模拟试验填料，10、模拟巷道，11、控制系统，12、锚索模型，13、支撑柱，14、分隔钢板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本发明一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统，如图1所示，包括模型试验台1、应力加载系统、测量数据采集系统和控制系统11。
模型试验台1是由前侧板、后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板围成内部中空的长方体结构，模型试验台1内部设置有试验模型，试验模型内设置有巷道模型、新采空区模型4和老采空区模型5，用于模拟真实巷道和采空区，试验模型中的模拟试验填料9用于模拟围岩。
测量数据采集系统设置于模型试验台1内部，包括土压力盒、单点位移计、摄像机和微型收敛位移计，土压力盒和单点位移计均设置于巷道模型外部，土压力盒用于监测模拟试验填料的应力，单点位移计用于监测模拟试验填料的变形；摄像机和微型收敛位移计均设置于巷道模型内部，摄像机用于监测巷道模型内部变形情况，微型收敛位移用于测量巷道模型的收敛情况，即巷道模型的顶底收敛和两帮收敛。
应力加载系统用于向试验模型施加应力，包括千斤顶7和加载板8，加载板8分别设置于试验模型与模型试验台1的后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板之间，加载板8与试验模型相紧贴，加载板8上设置有多个千斤顶7，千斤顶7呈阵列分布，一端与加载板8相连接，另一端与模型试验台1相连接。
控制系统分别11与应力加载装置和测量数据采集系统相连接，控制系统11用于控制应力加载装置向试验模型施加应力以及获取测量数据采集系统的测量数据。
实施例2
以某煤矿采空区工作面为例，采用实施例1中所述的模型试验系统，对本发明提出的一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法进行说明，具体包括以下步骤：
步骤1，根据煤矿的工作面参数，得到巷道原型的结构参数、地质力学信息、采空区设计参数和巷道支护设计参数，由于本实施例中巷道原型尺寸为46m×46m×19m，模型试验台尺寸为2.28m×2.28m×0.93m，计算得到试验模型的几何相似比尺为20，再结合巷道原型的地质力学信息，确定试验模型的容重相似比尺为0.73、应力相似比尺为15.8，内摩擦角、泊松比、应变的相似比尺均为1。
根据煤矿的工作面参数和相似比尺，确定留煤柱采空区巷道变形破坏模型，留煤柱采空区巷道变形破坏模型设置于模型试验台内，如图2所示，包括新采空区模型、未推采煤层、巷道模型、煤柱和老采空区模型，其中，新采空区的宽度定位723mm，推采距离为400mm，采用新采空区模型设置，未推采煤层的宽度为723m，待推采距离为530mm，采用模型试验填料夯实而成；巷道模型的宽度为235mm，轴向长度为930mm，采用巷道模型设置；煤柱的宽度为600mm，长度为930mm，采用模型试验填料夯实而成，新采空区模型、巷道模型和老采空区模型整体水平布置。
巷道模型的断面形状为直墙圆弧拱顶三心拱底，顶板和帮部采用锚网索支护，底板采用锚网喷支护，巷道模型的高度为200mm、拱高为75mm，直墙高为75mm，三心拱拱底的圆心角分别为44°和68°。
根据巷道原型的支护方案结合相似比例，确定巷道模型的支护方案，由于巷道原型上锚杆布置已经非常密集，加上锚索及其他的支护构件，大大增加了模型试验难度。因此，需要根据抗拔力的相关准则对巷道模型的锚杆进行等效，巷道模型支护方案共设置有11个锚杆支护断面和6个锚索支护断面，如图3所示，巷道模型上每个锚杆支护断面设置有10根锚杆模型5，其中顶板设置3根，锚杆模型5间排距85×80mm；巷道模型的巷帮两边分别设置有2根，间排距70×80mm；底板设置3根，锚杆模型间排距60×80mm。各锚索支护断面均设置有2根锚索模型，位于顶板上巷道中线的两侧，间排距140×160mm。锚杆模型5长度设置为140mm，除长度不同外，锚杆模型5与实际锚杆的直径、设计锚固力、扭矩和预紧力方面皆相同；锚杆模型5采用1005丙烯酸脂AB胶固定于定位板的锚杆孔内，定位板采用宽度为9mm的铝板制成，用于将巷道模型上不同排的顶拱和两帮的钢带压住。
步骤2，根据煤矿工作面所处岩层的原岩力学参数，结合相似比尺，采用铁精砂混合相似材料作为模型试验填料，铁精砂混合相似材料中铁粉、重晶石、石英砂、石膏粉和水之间的比例为1:0.05:0.1:0.1:0.08，制备模型试验填料9。
步骤3，根据巷道模型结构参数和巷道模型支护参数，制备巷道模型。
步骤3.1，根据巷道模型的结构参数和断面尺寸，将模拟试验台1的宽度作为巷道模型的轴向长度，利用速凝石膏制作内部中空的巷道模型本体2。
步骤3.2，将分隔钢板14分别沿巷道模型本体2的竖直中心线和水平中心线插入巷道模型本体2内部，如图4所示，再将多根支撑柱13插入巷道模型本体2内部，支撑柱13的轴向方向与巷道模型本体2的轴向方向一致，本实施例中靠近巷道模型本体2内部中心位置处的支撑柱为内部充填有砂浆的PVC方形管，靠近巷道模型本体2内壁处的支撑柱设置为方形木条，利用分隔钢板14对巷道模型本体2内的支撑空间进行分隔，当分隔钢板14抽出后，巷道模型本体2内部出现间隙，有利于在模型试验填料9充填完成后将支撑柱13从巷道模型中取出。各支撑柱13与巷道模型本体2内壁之间的空隙内充填砂浆，分隔钢板14和支撑柱13上均设置有多个穿线孔，穿线孔中固定有牵引线，牵引线用于模型试验填料夯实后将支撑柱13从巷道模型内部抽出，使得巷道模型本体内部中空形成模拟巷道10。
步骤3.3，在巷道模型本体2外壁上包裹多层保鲜膜，各层保鲜膜之间涂抹润滑油，在巷道模型本体2外壁上均匀涂抹石膏后，将钢丝网套紧套于巷道模型本体外壁，结合巷道模型支护参数，根据锚杆模型5和锚索模型12的间排距，在定位板上预设锚杆孔，将定位板固定于巷道模型本体2外壁后，利用锚固剂将锚杆模型5和锚索模型12固定于锚杆孔内，锚杆模型5和锚索模型12表面均设置有左旋螺纹，用于模拟左旋高强度锚杆和锚索的纹路。
步骤3.4，将快硬石膏均匀涂抹在铁丝网套上，当巷道模型本体2外壁上的石膏层厚度达到2cm时，停止涂抹快硬石膏，对巷道模型本体2外壁进行刮平处理，制得巷道模型。
步骤4，根据新采空区模型的结构参数和老采空区模型的结构参数，分别制备新采空区模型3和老采空区模型4。新采空区模型3和老采空区模型4均设置为内部中空的箱体结构，如图5所示，箱体顶面和底面上均设置有多个穿线孔，穿线孔内固定有牵引线，箱体顶面与底面之间均匀设置有多根承压柱，承压柱设置为层状结构，由两侧的承压木板和夹于承压木板之间的承压铁片组成，承压木板和承压铁片上均设置有穿线孔，穿线孔内固定有牵引线，用于模型试验填料夯实后将采空区模型从巷道模型内部抽出，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型中形成模拟采空区。
步骤5，根据切缝模型的结构参数，制作切缝模型，切缝模型由两块表面光滑的铝板和夹于两块铝板之间的多根钢丝组成，钢丝表面均匀涂抹有润滑油，两块铝板边缘处通过可拆卸的固定夹相固定，两块铝板边缘处设置有可拆卸的固定夹，固定夹用于在填充模型试验填料时对铝板进行固定，向模型试验台内填充模型试验填料的同时逐步拆除固定夹，当模型试验填料夯实后，切缝模型完全埋于模型试验填料中，将钢丝从铝板之间抽出，形成宽度为1.5mm的切缝，用于等效替代围岩切缝，实现在留煤柱采空区巷道变形破坏模型中预制切缝。
步骤6，根据巷道模型结构参数在巷道模型内选取三个监测断面，其中，第一监测断面设置在距离前侧板20cm处，第二监测断面设置在距离前侧板55cm处，第三监测断面设置在距离前侧板75cm处，在保证关键位置和重要部位变形应力数据选择采集的要求下，将传感器埋设于巷道模型的顶底板、边墙中部等位置，为减弱传感器埋设和排线对巷道造成的加固效应，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型中埋设18个单点位移计和24个微型压力盒，本实施例中微型压力盒采用土压力盒，将各微型压力盒和单点位移计均与控制系统相连接，能够实时将测量数据传输至控制系统。
如图6所示，第一监测断面距离模型试验台前侧板220mm，共布置2个单点位移计，4个微型压力盒，其中单点位移计分别位于顶底板上下20mm的位置上，微型压力盒分别位于顶板上方20mm和80mm位置上以及底板下方20mm和120mm位置上，顶底板上下相邻的单点位移计和微型压力盒之间相距为15mm，由于第一监测断面一侧紧邻新采空区，所以无需在第一监测断面的左右帮设置监测点。
第二监测断面距离模型试验台前侧板550mm，共布置6个单点位移计和6个微型压力盒，采用对称布置的形式，其中单点位移计分别位于顶板上方20mm和80mm位置、底板下方20mm和120mm位置、左帮20mm和100m位置、右帮20mm和140mm位置，微型压力盒分别位于顶板上方20mm和80mm位置、底板下方20mm和120mm位置、左帮20mm和140m位置、右帮20mm和100mm位置，顶底板上下相邻的单点位移计和微型压力盒之间相距为15mm，左右帮相邻的单点位移计和微型压力盒水平布置之间相距为15mm。
第三监测断面距离模型试验台前侧板700mm，共布置6个单点位移计和6个微型压力盒，其中单点位移计分别位于顶板上方20mm和80mm位置、底板下方20mm和100mm位置、左帮20mm和100m位置、右帮20mm和100mm位置，微型压力盒分别位于顶板上方20mm和80mm位置、底板下方20mm和100mm位置、左帮20mm和140m位置、右帮20mm和100mm位置，顶底板上下相邻的单点位移计和土压力盒之间相距为15mm，左右帮相邻的单点位移计和微型压力盒水平布置，相距为15mm。
各监测断面上的监测点设置位置如表1所示。
表1各监测断面监测点的设置位置
步骤7，拆除上承压板，向模型试验台1内充填模型试验填料9，当模型试验填料9充填至设定高度时，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型的模型参数，将巷道模型、新采空区模型3和老采空区模型4置于模型试验台1内，再将切缝模型预埋于巷道模型顶部，继续向模型试验台1内充填模型试验填料9，边充填模型试验填料边拆除切缝模型上的固定夹，直至模型试验台1内部充满模型试验填料9，压实模型试验填料制得留煤柱采空区巷道变形破坏模型。
步骤8，拆除模型试验台1的前侧板，利用分隔钢板14上设置的牵引绳，将分隔钢板14从巷道模型内部抽出，使得巷道模型内部形成间隙，再将支撑柱13从巷道模型内抽出形成模拟巷道10，在模型巷道10内安装多个摄像机和多个微型收敛位移计，各摄像机和各微型收敛位移计的设置参数如表2所示，摄像机用于实时监测第一、第二、第三监测断面的顶底板及左右帮变形规律，其中，1号摄像机用于监测Y1、Y2位移计，2号摄像机用于监测Y3、Y4位移计，3号摄像机用于监测Y5、Y6位移计，各摄像机和各微型收敛位移计均与控制系统相连接。
表2巷道模型微型收敛位移计设置参数表
将切缝模型中的钢丝抽出，形成模拟宽度为1.5mm的切缝后，依次将老采空区模型4和新采空区模型3从巷道变形破坏模型中抽出，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型内形成模拟采空区。
步骤9，将加载板、上承压板、前侧板安装于模拟试验台1上，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型试验的加载设计方案，利用控制系统11控制应力加载系统分别控制上承压板、下承压板、左承压板、右承压板和后承压板对留煤柱采空区巷道变形破坏模型进行应力加载，实现了对试验模型的三轴应力加载，应力加载以留煤柱采空区巷道变形破坏模型的上表面的应力为基准，采用多级加载的方式，每级加载0.2MPa，对留煤柱采空区巷道变形破坏模型加载24小时。
步骤10，利用模拟巷道10内部的摄像机和微型收敛位移计获取应力加载过程中模拟巷道的内部情况和收敛量，分析模拟巷道变形规律，得到各微型收敛位移计收缩量随模拟地应力的变化规律，如图7所示，对比Y3竖向位移计和Y6竖向位移计的收敛值，得到在工作面前方，随着与工作面距离的变大，巷道顶底板移近量的数值逐渐变小。
由于摄像头实时监控巷道收敛变形情况具有清晰直观的优势，但后期因巷道变形破坏导致摄像头位置及拍摄角度发生偏转而无法得到精确有效的结论，故需根据单点位移计及光栅尺数据结果比较巷道模型不同监测断面位置顶底板、左右帮移近量，分析巷道围岩的变形规律。
根据巷道模型顶板上方及底板下方等位置埋设的单点位移计，得到不同监测断面的巷道围岩竖向移近量，如图8(a)和8(b)所示，分析得到随着加载应力的增加，巷道模型竖向移近量不断增加，第一监测断面的变化曲线呈阶梯型增加，第二监测断面、第三监测断面的变化曲线均为光滑的上抛物线型增加。根据在巷道模型左帮左侧及右帮右侧埋设的单点位移计，得到不同监测断面的巷道围岩水平移近量，如图8(c)和8(d)所示，分析得到随着加载应力的增加，巷道模型的水平移近量不断增加，第二监测断面的变化曲线呈阶梯型，第三监测断面的变化曲线相对平缓，呈阶梯型；第三监测断面远离工作面，其水平移近量相较于第二监测断面有所减少。
根据巷道模型中设置的微型压力盒，分别得到应力加载过程中，巷道模型顶板、底板、左帮、右帮的围岩应力随应力加载的变化规律，如图9所示，得到巷道围岩应力的变化规律，通过分别对不同监测断面巷道浅部及深部围岩应力与移近量的关系进行分析，得到其应力变化规律。
步骤11，利用控制系统10控制应力加载系统卸除施加于巷道变形破坏模型上的应力，结束试验。
综合本实施例中的巷道变形破坏规律及应力演化规律，分析回采动压影响下切缝卸压护巷机理。切缝能够显著影响应力转移和分配比例，改善巷道周边围岩应力分布状态，抑制采动影响下软岩巷道产生的大变形。切缝段巷道围岩应力最小，随着与推采面距离的增加，巷道周边围岩应力逐渐增加；同时在加载应力加载过程中围岩应力变化存在应力释放阶段，且切缝段第一监测断面应力释放产生时间早于第二、第三监测断面，说明切缝存在导致巷道围岩顶板更易垮落破坏，于是导致第一监测断面竖向移近量最大；第二、第三监测断面巷道围岩变形小于第一监测断面，而应力峰值均大于第一监测断面。
因此，切缝不仅削弱了切缝段巷道稳定性，在加载应力加载过程中，相比切缝段前方巷道，切缝段巷道变形更加剧烈；同时，切缝阻断了工作面顶板与巷道顶板间的联系，减小了二者之间的相互作用力，加载应力加载下工作面顶板顺利垮落，进而对巷道顶板的挤压、推动作用减小，达到保护巷道的目的。
在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，其特征在于，采用一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统，包括模型试验台、应力加载系统、测量数据采集系统和控制系统；
所述模型试验台是由前侧板、后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板围成内部中空的长方体结构，模型试验台内部设置有试验模型，试验模型内设置有巷道模型、新采空区模型和老采空区模型；
所述测量数据采集系统设置于模型试验台内部，包括土压力盒、单点位移计、摄像机和微型收敛位移计，土压力盒和单点位移计均设置于巷道模型外部，摄像机和微型收敛位移计均设置于巷道模型内部；
所述应力加载系统包括千斤顶和加载板，加载板分别设置于试验模型与模型试验台的后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板之间，加载板与试验模型相紧贴，加载板上设置有多个千斤顶，千斤顶呈阵列分布，一端与加载板相连接，另一端与模型试验台相连接；
所述控制系统分别与应力加载系统和测量数据采集系统相连接；
所述后承压板、上承压板、下承压板、左承压板和右承压板均由多块方形厚板与横向支板、纵向支板正交焊接而成，下承压板分别与左承压板、右承压板和后承压板焊接连接，上承压板与左承压板、右承压板、前侧板和后承压板之间均采用螺栓连接，前侧板与上承压板、下承压板、左承压板和右承压板之间均采用螺栓连接；
所述加载板上设置有引线孔；
具体包括以下步骤：
步骤1，根据煤矿的工作面参数，得到实际巷道的结构参数、地质力学信息、采空区设计参数和巷道支护设计参数，结合模型试验台的尺寸计算相似比尺，确定留煤柱采空区巷道变形破坏模型的模型参数，得到巷道模型、新采空区模型、老采空区模型和切缝模型的结构参数以及巷道模型支护参数；
步骤2，根据煤矿工作面所处岩层的原岩力学参数，结合相似比尺，确定模型试验填料的组成成分和配比，制备模型试验填料；
步骤3，根据巷道模型结构参数和巷道模型支护参数，制备巷道模型，具体包括以下步骤：
步骤3.1，根据巷道模型的结构参数，确定巷道模型的断面尺寸，将模拟试验台的宽度作为巷道模型的轴向长度，结合巷道模型的断面尺寸和轴向长度，利用速凝石膏制作内部中空的巷道模型本体；
步骤3.2，将分隔钢板分别沿巷道模型本体的竖直中心线和水平中心线插入巷道模型本体内部，再将多根支撑柱插入巷道模型本体内部，支撑柱的轴向方向与巷道模型本体的轴向方向一致，支撑柱与巷道模型本体内壁之间的空隙内充填砂浆，分隔钢板和支撑柱上均设置有多个穿线孔，穿线孔中固定有牵引线；
步骤3.3，在巷道模型本体外壁上包裹多层保鲜膜，各层保鲜膜之间涂抹润滑油，在巷道模型本体外壁上均匀涂抹石膏后，将钢丝网套紧套于巷道模型本体外壁，结合巷道模型支护参数，根据锚杆模型和锚索模型的间排距，在定位板上预设锚杆孔，将定位板固定于巷道模型本体外壁后，利用锚固剂将锚杆模型和锚索模型固定于锚杆孔内，锚杆模型和锚索模型表面均设置有左旋螺纹；
步骤3.4，将快硬石膏均匀涂抹在铁丝网套上，当巷道模型本体外壁上的石膏层厚度达到2cm时，停止涂抹快硬石膏，对巷道模型本体外壁进行刮平处理，制得巷道模型；
步骤4，根据新采空区模型的结构参数和老采空区模型的结构参数，分别制备新采空区模型和老采空区模型；
步骤5，根据切缝模型的结构参数，制作切缝模型，切缝模型由两块表面光滑的铝板和夹于两块铝板之间的多根钢丝组成，钢丝表面均匀涂抹有润滑油，两块铝板边缘处通过可拆卸的固定夹相固定；
步骤6，根据巷道模型结构参数在巷道模型内选取多个监测断面，确定各监测断面的位置，分别针对各监测断面安装土压力盒和单点位移计，将各土压力盒和单点位移计与控制系统相连接；
步骤7，拆除上承压板，向模型试验台内充填模型试验填料，当模型试验填料充填至设定高度时，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型的模型参数，将巷道模型、新采空区模型和老采空区模型置于模型试验台内，再将切缝模型预埋于巷道模型顶部，继续向模型试验台内充填模型试验填料，边充填模型试验填料边拆除切缝模型上的固定夹，直至模型试验台内部充满模型试验填料，压实模型试验填料制得留煤柱采空区巷道变形破坏模型；
步骤8，拆除模型试验台的前侧板，利用分隔钢板上设置的牵引绳，将分隔钢板从巷道模型内部抽出，使得巷道模型内部形成间隙，再将支撑柱从巷道模型内抽出形成模拟巷道，在模型巷道内安装摄像机和微型收敛位移计，并将摄像机和微型收敛位移计与控制系统相连接，再将切缝模型中的钢丝抽出，形成模拟切缝后，依次将老采空区模型和新采空区模型从巷道变形破坏模型中抽出，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型内形成模拟采空区；
步骤9，将加载板、上承压板、前侧板安装于模拟试验台上，根据留煤柱采空区巷道变形破坏模型试验的加载设计方案，利用控制系统控制应力加载系统分别控制上承压板、下承压板、左承压板、右承压板和后承压板对留煤柱采空区巷道变形破坏模型进行应力加载；
步骤10，利用模拟巷道内部的摄像机和微型收敛位移计获取应力加载过程中模拟巷道的内部情况和收敛量，分析模拟巷道变形规律，同时，利用单点位移计和土压力盒测量应力加载过程中围岩的移近量和应力值，分析围岩应力演化规律，综合巷道变形规律和围岩应力演化规律，确定切缝卸压对于巷道的保护效果；
步骤11，利用控制系统控制应力加载系统卸除施加于巷道变形破坏模型上的应力，结束试验。
2.根据权利要求1所述的一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，其特征在于，所述步骤1中，相似比尺包括几何相似比尺CL、应力相似比尺Cσ、应变相似比尺Cε、位移相似比尺Cδ、弹性模量相似比尺CE、泊松比相似比尺Cμ、容重相似比尺Cγ和摩擦角相似比尺
其中，几何相似比尺CL计算公式为：
式中，LP表示巷道模型的长度，单位为m；Lm表示实际巷道的长度，单位为m；
几何相似比尺CL、应力相似比尺Cσ和容重相似比尺Cγ之间的相似关系，如式(2)所示：
几何相似比尺CL、位移相似比尺Cδ和应变相似比尺Cε之间的相似关系，如式(3)所示：
应力相似比尺Cσ、应变相似比尺Cε和弹性模量相似比尺CE之间的相似关系，如式(4)所示：
应变相似比尺Cε、摩擦角相似比尺和泊松比相似比尺Cμ均为无量纲相似比尺，
3.根据权利要求1所述的一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，其特征在于，所述新采空区模型和老采空区模型均设置为内部中空的箱体结构，箱体顶面和底面上均设置有多个穿线孔，穿线孔内固定有牵引线，箱体顶面与底面之间均匀设置有多根承压柱，承压柱设置为层状结构，由两侧的承压木板和夹于承压木板之间的承压铁片组成，承压木板和承压铁片上均设置有穿线孔，穿线孔内固定有牵引线。
4.根据权利要求3所述的一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，其特征在于，所述牵引线采用铁丝或钢丝制成。
5.根据权利要求4所述的一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验方法，其特征在于，所述步骤8中，在留煤柱采空区巷道变形破坏模型中抽取老采空区模型和新采空区模型时，先将承压铁片从箱体结构内抽出，再利用牵引线将箱体结构整体从留煤柱采空区巷道变形破坏模型中取出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111631096.8A CN114419982B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111631096.8A CN114419982B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114419982A CN114419982A (zh) | 2022-04-29 |
| CN114419982B true CN114419982B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=81269094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111631096.8A Active CN114419982B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114419982B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114910626B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-08-15 | 山东科技大学 | 一种基于基本镶嵌单元的模型试验装置及方法 |
| CN115754235B (zh) * | 2022-11-17 | 2024-03-22 | 西安科技大学 | 一种围岩时变与充填体硬化过程相互作用装置及监测方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204064816U (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-31 | 河南理工大学 | 煤矿巷道围岩裂隙演化过程仿真实验台 |
| CN105675840A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 中国矿业大学(北京) | 动压巷道支护物理模型试验装置及方法 |
| CN108398333A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-14 | 河南理工大学 | 一种坚硬顶板下采动邻空煤巷围岩动静载的预测方法 |
| CN109026106A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-18 | 天地科技股份有限公司 | 锚杆支护系统的工况模拟方法及工况模拟试验台 |
| CN109505654A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-03-22 | 内蒙古科技大学 | 一种重复采动影响下巷道防冒顶支护方法 |
| CN110057682A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 华北科技学院 | 富水巷道围岩变形失稳相似模拟试验系统 |
| CN110390152A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-29 | 中国矿业大学 | 一种模拟巷道围岩裂隙演化的离散元方法 |
| WO2019205189A1 (zh) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 东北大学 | 一种双向静动加载的顶板关键块冒落试验装置及方法 |
| CN111220788A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-02 | 山东科技大学 | 工作面巷旁切顶留巷相似材料模拟试验系统及使用方法 |
| CN112345372A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 山东科技大学 | 一种巷道底板变形破坏可视化试验系统及其试验方法 |
| CN112610251A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-06 | 中国矿业大学(北京) | 采煤巷道顶板的控制方法 |
| CN113790056A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111631096.8A patent/CN114419982B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204064816U (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-31 | 河南理工大学 | 煤矿巷道围岩裂隙演化过程仿真实验台 |
| CN105675840A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 中国矿业大学(北京) | 动压巷道支护物理模型试验装置及方法 |
| CN108398333A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-14 | 河南理工大学 | 一种坚硬顶板下采动邻空煤巷围岩动静载的预测方法 |
| WO2019205189A1 (zh) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 东北大学 | 一种双向静动加载的顶板关键块冒落试验装置及方法 |
| CN109026106A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-18 | 天地科技股份有限公司 | 锚杆支护系统的工况模拟方法及工况模拟试验台 |
| CN109505654A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-03-22 | 内蒙古科技大学 | 一种重复采动影响下巷道防冒顶支护方法 |
| CN110057682A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 华北科技学院 | 富水巷道围岩变形失稳相似模拟试验系统 |
| CN110390152A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-29 | 中国矿业大学 | 一种模拟巷道围岩裂隙演化的离散元方法 |
| CN111220788A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-02 | 山东科技大学 | 工作面巷旁切顶留巷相似材料模拟试验系统及使用方法 |
| CN112345372A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 山东科技大学 | 一种巷道底板变形破坏可视化试验系统及其试验方法 |
| CN112610251A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-06 | 中国矿业大学(北京) | 采煤巷道顶板的控制方法 |
| CN113790056A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 一种受动压影响的松软煤层回采巷道围岩变形控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114419982A (zh) | 2022-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107179396B (zh) | 多功能拼装式岩土工程物理相似试验系统 | |
| CN114419982B (zh) | 软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法 | |
| CN108072570B (zh) | 不同位移模式下锚定板类挡土墙土压力试验装置及方法 | |
| CN105840207B (zh) | 一种穿越浅埋偏压松散堆积体大跨度隧道综合进洞结构施工方法 | |
| CN110130927B (zh) | 一种炭质板岩隧道大变形控制施工方法 | |
| CN110374633B (zh) | 隧道穿越松散体的洞口段施工方法 | |
| CN107301305A (zh) | 一种实现管片三维受载的结构力学性能的建模方法 | |
| CN108051294A (zh) | 一种模拟高地应力及地下水条件下岩体锚固的装置及方法 | |
| CN105756091B (zh) | 一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法 | |
| CN115595993A (zh) | 一种隧道穿越边坡抗滑桩的置换桩结构及施工方法 | |
| CN112301887A (zh) | 一种基岩深埋条件下的悬索桥主缆锚固系统及施工方法 | |
| CN111814234A (zh) | 一种破碎岩体泄洪隧洞施工处理的方法 | |
| CN110230495B (zh) | 一种地铁车站双侧壁导坑施工核心土开挖工法 | |
| CN105804117A (zh) | 山区公路隧道盖挖法土拱胎模板拉杆结构及其施工方法 | |
| CN103971585B (zh) | 沿空留巷锚固矸石墙承载性能的模拟测试装置及测试方法 | |
| CN108414362B (zh) | 一种多用途模型试验平台 | |
| CN105156111B (zh) | 大采高巷式充填条带开采的支护方法 | |
| CN203825944U (zh) | 沿空留巷锚固矸石墙承载性能的模拟测试装置 | |
| CN116006221A (zh) | 一种浅埋偏压破碎地层小净距双隧道进、出洞施工工法 | |
| CN213875244U (zh) | 一种用于模拟隧道多种超前支护的试验装置 | |
| CN101845819B (zh) | 一种深厚土质边坡的加固支护方法 | |
| CN111501862B (zh) | 一种逆作法施工环境下竖向支撑柱承载能力试验模拟方法 | |
| CN210216391U (zh) | 伸入基岩的封闭式地连墙围井结构 | |
| CN110541424B (zh) | 堰塞体防渗墙施工中灌浆用预埋管下设的方法 | |
| CN106703882B (zh) | 一种对新型混凝土预制块自锁实体墙沿空留巷的矿压观测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |