近年来矿山开采方面的国家自然基金项目摘要

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1、矿山开采方面的自然基金项目摘要1、深表土层土体与井壁结构偶合作用机理和参数的研究崔广心、吕恒林、黄家会（中国矿业大学 221008）主题词：深表土层井壁、竖直附加力、井壁结构项目批准号：59774004成果简介：1987年以来，华东地区有60余个深厚表土层中立井井壁相继发生破裂灾害，造成巨大经济损失。经研究发现，由于采矿等原因，使含水层疏水，水位下降，造成表土层固结下沉，给井壁施加一个以前未被认识的竖直附加力（故设计中未考虑这个力）导致井壁发生破坏。为防止新建井筒井壁再发生此类破坏，要研究不同井壁结构条件下竖直附加力分布

2、规律、数值与有关参数的关系，为新井筒井壁结构设计提供理论基础和依据。本项目取得以下成果：   证明了井壁破坏是由竖直附加力所至；获得4种井壁结构与介质的偶合作用关系；获得了用“卸压槽”法治理井壁破裂的力学机理不卸槽结构各部分的力学作用；对井壁的可缩部分的力学特性进行了定量研究，成果达到可供工程应用的水平。在对冻结法凿井中冻结壁解冻阶段井壁受力进行物理模拟实验研究中，获得：（1）在冻结壁解冻期间井壁破坏的机理、主要影响参数和外载变化的规律；（2）找到淮北矿区祁南矿井等井壁在冻结壁解冻期间破裂的机理，并进行定量解释；（3）提

3、出冻结壁解冻期间预防井壁破裂的技术措施。从温度场、力场极其偶合作用进行动态优化，填补了在冻结壁解冻期间井壁受力未深入研究的空白。

4、   研究中形成了“深土力学”和“深土冻土力学”的学术思想。发表专著1部，学术论文10余篇，获省部级科技进步一等奖1项；二等奖1项；全国优秀科技图书二等奖1项。本项目研究成果已在兖州矿区鲍店矿主、副井、南风井井壁破坏治理；大屯矿区陇东矿新风井设计及工程和姚桥矿副井井壁治理中得到应用。有较大经济和社会效益。主要论著：　　1）催广心、杨维好、吕恒林   深厚表土层中的冻结壁和井壁   中国矿业大学

5、出版社    1998年10月 北京   2）吕恒林、崔广心深厚表土中井壁结构破裂的力学机理   中国矿业大学学报1999年11月VOL.28(6)，539—543   3)崔广心 论深厚表土层中确定地下结构物外载的基础理论——深土力学  煤炭学报 1999年4月VOL.24(2)，123--126   4）吕恒林、崔广心 卸压法治理井壁破裂的力学机理 中国矿业大学学报2000年7月VOL.29(4)，343—347   5)吕恒林、夏军武、周国庆   深厚表土中双层整体可缩井壁结构的研究 东南大学学报 1999年7月V

6、OL.29(4A)，367—3722批准号59574001项目名称深部软岩巷道围岩大变形的机理及控制项目类别面上项目申请代码E0401项目负责人陆士良负责人技术职称教授依托单位中国矿业大学资助年限01/01/1996-01/12/1998资助经费8(万元)中文摘要：针对深部软岩巷道围岩大变形的机理和控制问题。阐明了巷道围岩变形的规律及其与影响因素的关系。建立了巷道峰后围岩碎胀变形的力学模型，实现了定量分析。得围岩变形与支护阻力的负指数函数关系，及支护阻力对控制软岩巷道大变形的重要作用。阐述了围岩破裂损伤过程中,支护阻力迅

7、速下降和失效，是支架难以有效控制软岩巷道围岩大变形的重要原因。研究了围岩损伤与支护阻力变化的全过程。研制了防止围岩变形损伤过程中支护阻力丧失的高阻力锚杆体系及框式支架，实现了围岩—支护结构共同承载的力学体系卓有成效地解决了极软岩巷道围岩控制的难题。研究成果对软岩巷道的支护机理和控制技术都有重要创新和突破，有重要的科学意义和应用前景。中文主题词：高应力软岩巷道大变形机理控制原理深部软岩巷道围岩大变形的机理及控制陆士良、漆泰岳、姜耀东、王悦汉（中国矿业大学、221008）主题词：深井软岩、巷道围岩变形、机理和控制项目批准号：

8、59574001成果简介：本项目针对深部软岩巷道围岩大变形的力学机理和控制问题，阐明了巷道围岩大变形的规律及其与各影响因素的定量关系。建立了巷道峰后围岩碎胀变形的力学模型及其定量分析。得出巷道围岩变形量与支护阻力的负指数函数关系，支护阻力对控制深部软岩巷道围岩大变形具有的头等重要作用。研究发现深部软岩巷道围岩损伤与支护阻力变化的全过程。研制了防止围岩损伤变形过程中支护阻力丧失的高阻力的锚杆体系和框式支架，实现了围岩—充填体—支护结构三者共同承载的力学体系，卓有成效地改善了支架的受力状态，使深部软岩巷道框式支架和锚杆支护的

9、承载能力得到大幅度提高。研究成果对深部软岩巷道围岩大变形的支护机理和控制技术都有重要创新和突破，具有重要的科学意义和应用前景。在国内外重要刊物上发表论著30余篇，专著1部；获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步二等奖2项。在本项理论研究成果的指导下，研制成的支架卓有成效地改善了支架的力学性能，卓有成效地改善了支架的