采矿平面应力相似模拟试验装置的研制
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采动影响下断层附近矿压显现规律的相似模拟试验方案设计针对采动影响下断层附近矿压显现规律特殊的问题,现采用相似材料二维加载模拟试验台,以米箩煤矿110302大采高综采面现场地质条件为原型,运用相似模拟试验的方法,研究采场矿压显现规律与围岩活动机理,为确定合理的采场围岩控制技术提供科学依据。
标签:矿压规律;断层;采动影响;相似模拟1 工程概况米箩煤矿位于水城县东南部米箩乡,其110302工作面井下位于一采区三条下山的东翼,工作面开采1#、3#煤层,工作面回采1#、3#煤层。
110302(里段)工作面:走向长为452.5m;倾斜长为166m;可采面积为75115m。
工作面直接顶为平均厚度1.75米的粉砂岩;老顶为平均厚度为199m的飞仙关组灰绿色粉砂岩;直接底板为平均厚度0.3米的灰色泥质粉砂岩;老底为平均厚度1.25m的灰色粉砂岩。
因在110302(里段)工作面出现了断层,所以需要过断层带。
2 试验模型设计2.1 测试所需仪器设备本模拟试验采用相似材料二维加载模拟试验台(相似材料尺寸长×宽×高为4m×0.3m×2m)进行实验,并通过安装在上面的位移传感器、压力传感器和电阻应变片来进行实验的数据采集,运用伺服控制系统、LENOVO系统控制微机、TS3890型静态应变测量處理仪等进行数据的处理。
2.1.1 相关物理学力学参数依据断层附近钻孔和试验资料,1~8号岩层岩石的物理力学参数分别为:粉砂质泥岩原岩的厚度为18.15m,密度为2550kg/m3,抗压强度为13.2MPa;粉砂岩原岩的厚度为1.25m,密度为2500kg/m3,抗压强度为43.5MPa;泥质粉砂岩原岩的厚度为0.3m,密度为2460kg/m3,抗压强度为15.3MPa;3#煤层原岩的厚度为2.3m,密度为1620kg/m3,抗压强度为10.0MPa;泥岩、泥质粉砂岩原岩的厚度为0.7m,密度为2460kg/m3,抗压强度为13.2MPa;1#煤层原岩的厚度为1.4m,密度为1620kg/m3,抗压强度为7.44MPa粉砂岩原岩的厚度为1.75m,密度为2500kg/m3,抗压强度为43.5MPa;飞仙组灰绿色粉砂岩原岩的厚度为127.32m,密度为2500kg/m3,抗压强度为47.5MPa。
相似理论及其在模拟试验中的应用相似理论是一种通过研究事物之间的相似性来描述和预测复杂系统的理论。
在科学和工程领域,相似理论的应用越来越广泛,尤其是在模拟试验中。
模拟试验是通过对真实系统的数学建模和仿真,来预测和优化系统的性能。
然而,由于真实系统往往非常复杂,很难直接对其进行分析和建模。
因此,相似理论在模拟试验中的应用显得尤为重要。
相似理论主要涉及相似性、相似元、相似图等基本概念。
相似性是指两个或多个系统之间在某些方面具有类似的特性或行为。
相似元是指构成相似性的基本单元,它可以是对称性、周期性、统计规律等。
相似图则是一种用于描述系统相似关系的图形工具。
在模拟试验中,相似理论的应用主要表现在以下几个方面:建立相似模型:通过对真实系统进行详细观察和研究,选择与真实系统具有相似性的模型,并对模型进行必要的简化,以适应计算机仿真的需要。
进行相似变换:将真实系统中的物理量转化为计算机可以处理的数值,并通过对这些数值进行计算和分析,来评估系统的性能。
求解代数方程组:通过建立数学模型,将真实系统转化为代数方程组,并利用计算机技术求解方程组,以获得系统的最优解。
随着科学技术的发展,相似理论也在不断发展和完善。
经典相似理论主要宏观系统的相似性,而现代相似理论则更加注重微观和介观系统的相似性。
智能相似理论也崭露头角,该理论结合了人工智能、机器学习等技术,使得相似性的识别和预测更加准确和高效。
相似理论在模拟试验中扮演着重要的角色,它帮助我们更好地理解和预测复杂系统的行为。
通过建立相似模型、进行相似变换和求解代数方程组,我们可以对真实系统进行有效的仿真和模拟,进而优化系统的性能。
随着科学技术的发展,相似理论也在不断发展和完善,未来将会有更多的理论和技术被应用到相似理论中,以进一步拓展其在科学和工程领域的应用范围。
多重环境时间相似理论是一种基于系统科学和工程仿真的理论体系,主要用于研究不同环境下时间序列数据的相似性。
近年来,该理论在许多领域得到了广泛应用,其中包括沿海混凝土结构耐久性研究。
矿山相似理论实验报告1. 引言矿山相似理论是基于物理相似原理和数学模型建立的一种矿山开采理论。
通过实验研究,可以验证矿山相似理论对于科学合理的矿山规划和生产管理的指导意义。
本实验旨在通过对于矿山开采过程的模拟,验证矿山相似理论的有效性。
2. 实验设计本实验设计了一个矿山开采模型,以验证矿山相似理论的有效性。
实验中,选取了一块地质条件相似的矿山区域进行开采,通过控制不同的开采参数,观察矿山开采过程中的各种指标变化,对比实验结果,验证矿山相似理论的合理性。
2.1 实验设备本实验使用的设备主要包括矿山开采机械设备、传感器、计算机等。
矿山开采机械设备用于模拟矿山开采过程,传感器用于采集开采过程中的各种参数,计算机用于数据处理和分析。
2.2 实验步骤1. 设定矿山开采模型的地质条件并进行数据采集。
2. 设定矿山开采机械设备的参数。
3. 进行矿山开采,并逐步采集各种参数。
4. 通过计算机对实验数据进行处理和分析。
5. 观察实验结果并与矿山相似理论进行对比。
3. 实验结果与分析在本实验中,我们通过对矿山开采过程的模拟实验,得到了各种参数的变化数据。
通过对实验数据的分析,我们可以得到如下结论:1. 矿山开采量与时间的关系呈现出一定的规律性。
在初始开采阶段,矿石的开采量不断增加,但增速逐渐减小,最终趋于稳定。
2. 开采速度和矿石开采量之间存在正相关关系。
开采速度的增加会导致矿石开采量的增加。
3. 开采速度和矿山压力之间存在正相关关系。
开采速度的增加会导致矿山压力的增大。
这些实验结果与矿山相似理论的预期一致。
矿山相似理论认为,在地质条件相似的情况下,矿山的开采过程具有一定的规律性,开采速度和矿石开采量、矿山压力之间存在一定的关系。
4. 结论与展望通过本实验,我们验证了矿山相似理论在矿山开采过程中的有效性。
实验结果与矿山相似理论的预期一致,表明矿山相似理论对于科学合理的矿山规划和生产管理具有指导意义。
然而,本实验还存在一些不足之处。
煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践【摘要】本文针对煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系展开讨论,首先介绍了虚拟仿真技术在煤矿开采技术教学中的应用,接着分析了建设虚拟仿真实验平台的必要性。
然后具体探讨了虚拟仿真实验教学的实践方法以及对学生培养的作用,同时评估了该教学体系的优势与挑战。
在展望了煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系的未来发展方向,并总结了虚拟仿真实验教学的重要性。
展望了虚拟仿真在煤矿开采技术教学中的应用前景,为煤矿开采技术教学的进步提供了有益的思路和建议。
通过本文的探讨,可以更全面地了解并认识煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系的重要性和发展趋势。
【关键词】关键词:煤矿开采技术、虚拟仿真、实验教学、教学体系建设、学生培养、优势、挑战、未来发展方向、重要性、应用前景。
1. 引言1.1 煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践旨在通过虚拟仿真技术的应用,提高煤矿开采技术专业实验教学的质量和效率,促进学生的创新能力和实践能力培养。
随着信息技术的不断发展,虚拟仿真技术在教育领域得到了广泛应用,为传统实验教学带来了全新的可能性和方式。
煤矿开采技术专业在实践操作中面临很多安全隐患和技术挑战,传统的实验教学往往受限于设备条件和人力资源,无法满足高质量的教学需求。
而虚拟仿真实验教学则可以通过模拟真实场景、重现操作过程,为学生提供更加安全、便捷、高效的实践学习环境。
煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系的建设和实践,将为学生提供更加丰富的实践机会,提升他们的操作技能和决策能力,培养他们的团队合作意识和创新精神。
整合虚拟仿真技术进入教学体系,也将为教师提供更多的教学工具和资源,提高教学效果和教学质量。
煤矿开采技术专业虚拟仿真实验教学体系建设与实践是当前教育领域的一个重要发展方向,将为煤矿开采技术专业的人才培养提供新的思路和路径。
2. 正文2.1 虚拟仿真技术在煤矿开采技术教学中的应用煤矿开采技术是煤炭资源利用的关键环节,而虚拟仿真技术在煤矿开采技术教学中的应用,可以大大提升教学效果和学生的实际操作能力。
多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的相似模拟实验研究张志祥;张永波;赵志怀;张利民【摘要】以离石-军渡高速公路下伏康家沟煤矿采矿地质条件为原型,采用相似材料模拟实验方法,对多煤层开采引起的覆岩移动及地表变形规律进行了研究.相似模拟实验结果表明:多煤层开采条件下,随着煤层累计采厚的增加,采空区"三带"覆岩下沉量和采空区地表沉降量、地表倾斜变形、地表水平位移及地表曲率变形都呈增大趋势,采空区上覆岩体更加破碎,地表变形更加强烈.研究成果可为高速公路下伏多煤层采空区的治理设计提供依据.%Taking geological conditions of Kangjiagou coal mine under Lishi-Jundu freeway as a prototype, similar material simulation was carried out for examining the behavior of overlying rock movement and surface deformation with multi-coal seam mining. The results show that under the condition of multi-coal seam mining, with the increase of total thickness of coal seam, the overlying rock subsidence of three zones of gob and surface subsidence, surface lean deformation, surface level movement, surface curvature deformation all show an increasing tendency, the overlying rock of gob is more broken, the surface deformation is more intense. The results provide the basis for the treatment design of gob with multi-coal seam under freeway.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2011(038)004【总页数】5页(P130-134)【关键词】多煤层开采;覆岩;相似模拟;采空区;变形【作者】张志祥;张永波;赵志怀;张利民【作者单位】太原理工大学水利科学与工程学院,太原,030024;太原理工大学水利科学与工程学院,太原,030024;太原理工大学水利科学与工程学院,太原,030024;山西省交通设计研究院,太原,030012【正文语种】中文【中图分类】TD325.+2煤炭开采过程中产生的一系列覆岩移动及地表变形规律,受到了学者们的高度重视,如刘秀英等[1]采用相似模拟实验研究了辛置煤矿2204工作面采空区覆岩的移动规律;刘瑾等[2]进行了采深和松散层厚度对开采沉陷地表移动变形影响的数值模拟研究;孙光中等[3]采用数值模拟和相似材料模拟对巨厚煤层开采覆岩运动规律进行了研究。
1.东峡煤矿大倾角坚硬易燃特厚煤层群综合机械化放顶煤开采技术相似材料模拟实验①地质资料东峡煤矿在37215-2工作面采用综合机械化放顶煤技术对煤6-2中进行开采,该工作面位于1140-1075阶段的1075北一机运石门以南至1075南三机运石门以南330m段。
工作面倾斜上部为34211-5、34213-4工作面采空区,顶部为37215-1工作面采空区,其北部为37214-2回采工作面。
倾斜下部未采动。
37215-2工作面地面标高1460~1540m,工作面标高为1141~1088m。
37215-2工作面走向长度为1134~1103m,平均1118.5m;倾斜长度95~110m,平均105m,煤层倾角32o~47o,其中倾角大于35o的区域占工作面总长度的89.6%。
37215-2工作面煤层厚度11.4~7.83m,平均9.98m,煤层中含1~2层夹矸,夹矸厚度0.07~0.30m,以灰色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,煤以半亮型半暗型为主,暗煤、亮煤次之,煤质较优。
工作面直接顶为炭质泥岩和粉砂岩,岩性松软,厚度为4.31~0.20m,平均1.81m;工作面直接底为炭质泥岩和粉砂质泥岩,厚度0.9~0.07m,平均0.52m。
工作面水文地质条件简单,顶板微含水,回采中局部会有滴水、淋水现象,最大涌水量10m3/h,正常涌水量4m3/h。
实验涉及的主要煤层包括煤6-1下,煤6-2上,煤6-2中,煤岩层参数特征详见图。
图1.1 煤层综合柱状图②材料配比相似材料配比(1:200)2.贵州竹林煤矿高瓦斯突出极软大倾角煤层综采技术可行性研究相似模拟实验矿区内的煤系为二叠系上统龙潭组。
煤系地层中含煤15~22层,可采煤层五层,即1、7、17、18和19号层,局部可采煤层三层,即3、16和30号层。
煤层倾角38°~56°,一般50°左右。
可采煤层平均总厚度为8.51m,两极厚度为2.98~17.20m。